CN110070693A - 基于智慧城市的消防安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于智慧城市的消防安全监控系统，属于智慧城市消防安全领域，其包括基础信息采集系统、中央控制系统和消防处理系统，基础信息采集系统包括图像采集模块、报警接收模块、空气检测模块和温度检测模块，中央控制系统包括存储模块、图像分析模块、空气分析模块、温度分析模块、人工分析模块和信息整理模块，消防处理系统包括火电切断模块、消防报警系统和火灾警告模块，本发明具有利用智慧城市特有的信息共享能力对城市各处进行准确地消防监控，及时对无人区域的火灾进行及时处理，能够有效减少火灾造成的损失的效果。
Description
技术领域
本发明涉及智慧城市消防安全的技术领域，尤其是涉及一种基于智慧城市的消防安全监控系统。
背景技术
目前智慧城市是指利用各种信息技术或创新意念，集成城市的组成系统和服务，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。城市消防远程监控系统是结合当代最先进的火灾报警技术、信息通讯及网络技术、计算机控制技术和多媒体显示技术、通过公用（单位）电话网络、局域/广域网络、无线GPRS/CDMA网络等多种传输方式，实时采集监控现场的各类报警信号、故障信号、图像信息，并及时可靠地将上述信息传送到远程的报警检测中心的设备。
现有技术可参考申请公开号为CN106548588A的中国专利，其公开了一种基于物联网的楼宇消防安全监控系统，属于智能消防安全技术领域。该系统包括远程监控终端、协调器、路由器和ZigBee无线网络节点，每个ZigBee无线网络节点包括有ZigBee模块、烟雾检测模块、温度检测模块、自动保护模块和图像采集模块；所述自动保护模块包括检测器、计时器、串口开关和电平变换保护电路，所述检测器包括顺序连接的始末位检测器、时钟产生器，锁存移位寄存器、8位比较器和预设寄存器。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：城市中出现火灾的情况多种多样，产生火灾的位置不确定性比较大，多数在无人环境下出现的小型火灾因为无人发现就容易发展成大火，造成严重的损失，智慧城市是现在各国都致力建设的新型城市，能够将整个城市的信息统一化管理，如何利用智慧城市对城市火灾进行更为有效的监控是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于智慧城市的消防安全监控系统，利用智慧城市特有的信息共享能力对城市各处进行准确地消防监控，及时对无人区域的火灾进行及时处理，能够有效减少火灾造成的损失。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于智慧城市的消防安全监控系统，包括：
基础信息采集系统，所述基础信息采集系统包括图像采集模块、报警接收模块、空气检测模块和温度检测模块；
所述图像采集模块实时采集城市各处的图像信息并输出图像信息；
所述报警接收模块连接各个楼宇内部的安全系统并接收楼宇安全系统发出的消防报警信号，报警接收模块将消防报警信号输出；
所述空气检测模块实时采集周围的空气组分信息并将空气组分信息输出；
所述温度检测模块实时采集周围环境温度并将环境温度输出；
中央控制系统，所述中央控制系统包括存储模块、图像分析模块、空气分析模块、温度分析模块、人工分析模块和信息整理模块；
所述存储模块接收图像采集模块输出的图像信息、报警接收模块输出的消防报警信号、空气检测模块输出的空气组分信息和温度检测模块输出的环境温度并进行存储，存储模块还存储有城市各处的位置信息；
所述图像分析模块接收图像采集模块输出的图像信息并调用存储模块存储的不同时间的图像信息，图像分析模块根据调用的图像信息对接收的图像信息进行分析，当分析出接收的图像信息中出现烟雾时输出预警信号；
所述空气分析模块接收空气检测模块输出的空气组分信息并对空气组分信息进行分析，当分析出空气组分信息中含有过量的一氧化碳时输出预警信号；
所述温度分析模块接收温度检测模块输出的环境温度并调用存储模块存储的不同时间的环境温度，温度分析模块根据调用的环境温度对接收的环境温度进行分析，当接收的环境温度远高于调用的环境温度时，输出预警信号；
所述人工分析模块接收图像分析模块、空气分析模块和温度分析模块输出的预警信号，当人工分析模块接收到任一预警信号后调用存储模块中存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度并进行显示，在人工分析模块接收到确认信号或接收到所有预警信号后输出报警信号；
所述信息整理模块接收人工分析模块输出的报警信号和报警接收模块输出的消防报警信号，当信息整理模块接收到报警信号或消防报警信号时，信息整理模块调用存储模块存储的对应区域的位置信息、图像信息、空气组分信息和环境温度并整理成信息报表输出；
消防处理系统，所述消防处理系统包括火电切断模块、消防报警系统和火灾警告模块；
所述火电切断模块接收信息整理模块输出的信息报表，当火电切断模块接收到信息报表后根据信息报表中的内容停止火灾发生区域的电力输送和燃气输送；
所述消防报警模块接收信息整理模块输出的信息报表，当消防报警模块接收到信息报表后根据信息报表中的内容向距离火灾发生区域最近的消防队发送信息报表；
所述火灾警告模块接收信息整理模块输出的信息报表，当火灾警告模块接收到信息报表后根据信息报表中的内容向火灾发生区域播放火灾警报。
通过采用上述方案，基础信息采集系统采集城市各处的温度、空气组分和图片，中央控制系统对采集到的信息进行分析，当判断可能出现火灾时，中央控制系统将信息显示给工作人员，由工作人员判断是否真的出现火灾，在温度、空气组分和图片分析结果均显示同一区域可能出现火灾时，中央控制系统直接判断出现火灾，各个楼宇内部本身的安全系统也能够向中央控制模块发送报警信号，让中央控制系统判断出现火灾；在中央控制系统判断出现火灾后，消防处理模块能够自动对火灾区域进行应急处理，切断供电和供气，避免引发重大事故，同时第一时间通知消防队赶往救援，提醒火灾区域周围民众做好相应措施；中央控制系统产生的信息报表能够帮助消防员快速了解火灾情况，便于制定灭火计划，提高灭火速度，有效降低火灾造成的损失，避免小型火灾因无人发现而发展呈大火。
本发明进一步设置为：消防处理系统还包括备电启动模块，所述备电启动模块包括设置于城市各处用于给城市照明系统供电的备用电源，备电启动模块接收信息整理模块输出的信息报表，当备电启动模块接收到信息报表后根据信息报表中的内容启动火灾发生区域的备用电源。
通过采用上述方案，备电启动模块在火灾发生时启动备用电源，为火灾区域提供紧急照明，便于消防队进行夜间消防作业。
本发明进一步设置为：图像采集模块包括卫星图像采集单元，所述卫星图像采集单元通过卫星地图获取图像信息并输出。
通过采用上述方案，图像采集模块通过卫星采集城市鸟瞰状态下的图像信息，实现对城市全面积的监视覆盖。
本发明进一步设置为：图像采集模块还包括监控采集单元，所述监控采集单元通过设置于城市各处的监控采集图像信息并输出。
通过采用上述方案，城市各处的监控本身就能够拍摄城市内各处的图像信息，图像采集模块调用监控拍摄的图像信息，不需要额外进行监控设备建设就能够获取图像信息。
本发明进一步设置为：图像采集模块还包括红外采集单元，所述红外采集单元通过设置于城市各处的红外热像仪采集图像信息并输出。
通过采用上述方案，红外热像仪在光线较差的地区也可以正常进行图像采集。
本发明进一步设置为：中央控制系统还包括：
天气采集模块，所述天气采集模块连接气象局获取当前天气信息和未来天气信息，天气采集模块将当前天气信息和未来天气信息传输给存储模块进行存储；
信息整理模块调用存储模块存储的当前天气信息和未来天气信息并添加至信息报表内。
通过采用上述方案，天气采集模块获取城市天气状况并将天气状况填入信息报表内一并发送给消防队，方便消防队快速了解火势发展的可能变化。
本发明进一步设置为：中央控制系统还包括扩散预测模块，所述扩散预测模块接收天气采集模块输出的当前天气信息和未来天气信息，扩散预测模块调用存储模块存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度，扩散预测模块分析火灾发生区域未来时间内的火灾扩散范围并将火灾扩散范围传输给信息整理模块，信息整理模块将火灾扩散范围添加至信息报表内。
通过采用上述方案，扩散预测模块根据未来天气信息和火灾信息预测未来火灾扩散范围，使消防队能够更加直观地了解火势发展，提前指定计划。
本发明进一步设置为：消防处理系统还包括路线规划模块，所述路线规划模块接收信息整理模块输出的信息报表，当消防报警系统接收到信息报表后根据信息报表中的火灾发生区域的位置信息计算最短路径并将最短路径传输给消防报警模块，消防报警模块将最短路径发送给距离火灾发生区域最近的消防队。
通过采用上述方案，路线规划模块第一时间将最短路径发送给消防队，便于消防队快速感到火灾现场。
本发明进一步设置为：所述空气检测模块包括设置于城市各处的空气监测站，空气监测站实时采集周围的空气组分信息并将空气组分信息输出。
通过采用上述方案，智慧城市内本身就有许多空气检测站，通过空气监测站来检测空气组分能够使资源达到成分利用。
本发明进一步设置为：所述温度检测模块包括设置于城市各处的温度采集器，温度采集器采集周围环境温度并将环境温度输出。
通过采用上述方案，智慧城市内本身就有许多温度采集器，实现资源的充分利用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 基础信息采集系统采集城市各处的温度、空气组分和图片，中央控制系统对采集到的信息进行分析，当判断可能出现火灾时，中央控制系统将信息显示给工作人员，由工作人员判断是否真的出现火灾，在温度、空气组分和图片分析结果均显示同一区域可能出现火灾时，中央控制系统直接判断出现火灾，各个楼宇内部本身的安全系统也能够向中央控制模块发送报警信号，让中央控制系统判断出现火灾；在中央控制系统判断出现火灾后，消防处理模块能够自动对火灾区域进行应急处理，切断供电和供气，避免引发重大事故，同时第一时间通知消防队赶往救援，提醒火灾区域周围民众做好相应措施；中央控制系统产生的信息报表能够帮助消防员快速了解火灾情况，便于制定灭火计划，提高灭火速度，有效降低火灾造成的损失，避免小型火灾因无人发现而发展呈大火；
2. 备电启动模块在火灾发生时启动备用电源，为火灾区域提供紧急照明，便于消防队进行夜间消防作业；
3. 天气采集模块获取城市天气状况并将天气状况填入信息报表内一并发送给消防队，方便消防队快速了解火势发展的可能变化；扩散预测模块根据未来天气信息和火灾信息预测未来火灾扩散范围，使消防队能够更加直观地了解火势发展，提前指定计划。
附图说明
图1是实施例的整体系统框图；
图2是实施例中突出基础信息采集系统、中央控制系统和消防处理系统的系统框图；
图3是实施例中突出图像采集模块的模块框图；
图4是实施例中突出天气采集模块和扩散预测模块的系统框图。
图中，1、基础信息采集系统；11、图像采集模块；111、卫星图像采集单元；112、监控采集单元；113、红外采集单元；12、空气检测模块；121、空气监测站；13、温度检测模块；131、温度采集器；14、报警接收模块；2、中央控制系统；21、存储模块；22、图像分析模块；23、空气分析模块；24、温度分析模块；25、人工分析模块；26、信息整理模块；27、天气采集模块；28、扩散预测模块；3、消防处理系统；31、火电切断模块；32、消防报警模块；33、火灾警告模块；34、备电启动模块；35、路线规划模块。
具体实施方式
实施例：一种基于智慧城市的消防安全监控系统，如图1所示，包括基础信息采集系统1、中央控制系统2和消防处理系统3。
如图2和图3所示，基础信息采集系统1包括图像采集模块11、报警接收模块14、空气检测模块12和温度检测模块13。图像采集模块11包括卫星图像采集单元111、监控采集单元112和红外采集单元113。卫星图像采集单元111通过卫星地图获取图像信息并输出。监控采集单元112通过设置于城市各处的监控采集图像信息并输出。红外采集单元113通过设置于城市各处的红外热像仪采集图像信息并输出。
如图2所示，空气检测模块12包括设置于城市各处的空气监测站121，空气监测站121实时采集周围的空气组分信息并将空气组分信息输出。温度检测模块13包括设置于城市各处的温度采集器131，温度采集器131采集周围环境温度并将环境温度输出。
如图2所示，报警接收模块14连接各个楼宇内部的安全系统并接收楼宇安全系统发出的消防报警信号，报警接收模块14将消防报警信号输出。
如图2所示，中央控制系统2包括存储模块21、图像分析模块22、空气分析模块23、温度分析模块24、人工分析模块25和信息整理模块26。存储模块21接收图像采集模块11输出的图像信息、报警接收模块14输出的消防报警信号、空气检测模块12输出的空气组分信息和温度检测模块13输出的环境温度并进行存储，存储模块21还存储有城市各处的位置信息。
如图2所示，图像分析模块22接收图像采集模块11输出的图像信息并调用存储模块21存储的不同时间的图像信息，图像分析模块22根据调用的图像信息对接收的图像信息进行分析，当分析出接收的图像信息中出现烟雾时输出预警信号。空气分析模块23接收空气检测模块12输出的空气组分信息并对空气组分信息进行分析，当分析出空气组分信息中含有过量的一氧化碳时输出预警信号。温度分析模块24接收温度检测模块13输出的环境温度并调用存储模块21存储的不同时间的环境温度，温度分析模块24根据调用的环境温度对接收的环境温度进行分析，当接收的环境温度远高于调用的环境温度时，输出预警信号。
如图2所示，人工分析模块25接收图像分析模块22、空气分析模块23和温度分析模块24输出的预警信号，当人工分析模块25接收到任一预警信号后调用存储模块21中存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度并进行显示，在人工分析模块25接收到确认信号或接收到所有预警信号后输出报警信号。信息整理模块26接收人工分析模块25输出的报警信号和报警接收模块14输出的消防报警信号，当信息整理模块26接收到报警信号或消防报警信号时，信息整理模块26调用存储模块21存储的对应区域的位置信息、图像信息、空气组分信息和环境温度并整理成信息报表输出。基础信息采集系统1采集城市各处的温度、空气组分和图片，中央控制系统2对采集到的信息进行分析，当判断可能出现火灾时，中央控制系统2将信息显示给工作人员，由工作人员判断是否真的出现火灾，在温度、空气组分和图片分析结果均显示同一区域可能出现火灾时，中央控制系统2直接判断出现火灾，各个楼宇内部本身的安全系统也能够向中央控制模块发送报警信号，让中央控制系统2判断出现火灾。
如图2所示，消防处理系统3包括火电切断模块31、消防报警系统、火灾警告模块33、备电启动模块34和路线规划模块35。火电切断模块31接收信息整理模块26输出的信息报表，当火电切断模块31接收到信息报表后根据信息报表中的内容停止火灾发生区域的电力输送和燃气输送。备电启动模块34包括设置于城市各处用于给城市照明系统供电的备用电源，备电启动模块34接收信息整理模块26输出的信息报表，当备电启动模块34接收到信息报表后根据信息报表中的内容启动火灾发生区域的备用电源。
如图2所示，消防报警模块32接收信息整理模块26输出的信息报表，当消防报警模块32接收到信息报表后根据信息报表中的内容向距离火灾发生区域最近的消防队发送信息报表。火灾警告模块33接收信息整理模块26输出的信息报表，当火灾警告模块33接收到信息报表后根据信息报表中的内容向火灾发生区域播放火灾警报。在中央控制系统2判断出现火灾后，消防处理模块能够自动对火灾区域进行应急处理，切断供电和供气，避免引发重大事故，同时第一时间通知消防队赶往救援，提醒火灾区域周围民众做好相应措施。备电启动模块34在火灾发生时启动备用电源，为火灾区域提供紧急照明，便于消防队进行夜间消防作业。中央控制系统2产生的信息报表能够帮助消防员快速了解火灾情况，便于制定灭火计划，提高灭火速度。
如图2所示，路线规划模块35接收信息整理模块26输出的信息报表，当消防报警系统接收到信息报表后根据信息报表中的火灾发生区域的位置信息计算最短路径并将最短路径传输给消防报警模块32，消防报警模块32将最短路径发送给距离火灾发生区域最近的消防队。路线规划模块35第一时间将最短路径发送给消防队，便于消防队快速感到火灾现场。
如图4所示，中央控制系统2还包括天气采集模块27和扩散预测模块28。天气采集模块27连接气象局获取当前天气信息和未来天气信息，天气采集模块27将当前天气信息和未来天气信息传输给存储模块21进行存储。信息整理模块26调用存储模块21存储的当前天气信息和未来天气信息并添加至信息报表内。扩散预测模块28接收天气采集模块27输出的当前天气信息和未来天气信息，扩散预测模块28调用存储模块21存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度，扩散预测模块28分析火灾发生区域未来时间内的火灾扩散范围并将火灾扩散范围传输给信息整理模块26，信息整理模块26将火灾扩散范围添加至信息报表内。扩散预测模块28根据未来天气信息和火灾信息预测未来火灾扩散范围，使消防队能够更加直观地了解火势发展，提前指定计划。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于，包括：
基础信息采集系统(1)，所述基础信息采集系统(1)包括图像采集模块(11)、报警接收模块(14)、空气检测模块(12)和温度检测模块(13)；
所述图像采集模块(11)实时采集城市各处的图像信息并输出图像信息；
所述报警接收模块(14)连接各个楼宇内部的安全系统并接收楼宇安全系统发出的消防报警信号，报警接收模块(14)将消防报警信号输出；
所述空气检测模块(12)实时采集周围的空气组分信息并将空气组分信息输出；
所述温度检测模块(13)实时采集周围环境温度并将环境温度输出；
中央控制系统(2)，所述中央控制系统(2)包括存储模块(21)、图像分析模块(22)、空气分析模块(23)、温度分析模块(24)、人工分析模块(25)和信息整理模块(26)；
所述存储模块(21)接收图像采集模块(11)输出的图像信息、报警接收模块(14)输出的消防报警信号、空气检测模块(12)输出的空气组分信息和温度检测模块(13)输出的环境温度并进行存储，存储模块(21)还存储有城市各处的位置信息；
所述图像分析模块(22)接收图像采集模块(11)输出的图像信息并调用存储模块(21)存储的不同时间的图像信息，图像分析模块(22)根据调用的图像信息对接收的图像信息进行分析，当分析出接收的图像信息中出现烟雾时输出预警信号；
所述空气分析模块(23)接收空气检测模块(12)输出的空气组分信息并对空气组分信息进行分析，当分析出空气组分信息中含有过量的一氧化碳时输出预警信号；
所述温度分析模块(24)接收温度检测模块(13)输出的环境温度并调用存储模块(21)存储的不同时间的环境温度，温度分析模块(24)根据调用的环境温度对接收的环境温度进行分析，当接收的环境温度远高于调用的环境温度时，输出预警信号；
所述人工分析模块(25)接收图像分析模块(22)、空气分析模块(23)和温度分析模块(24)输出的预警信号，当人工分析模块(25)接收到任一预警信号后调用存储模块(21)中存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度并进行显示，在人工分析模块(25)接收到确认信号或接收到所有预警信号后输出报警信号；
所述信息整理模块(26)接收人工分析模块(25)输出的报警信号和报警接收模块(14)输出的消防报警信号，当信息整理模块(26)接收到报警信号或消防报警信号时，信息整理模块(26)调用存储模块(21)存储的对应区域的位置信息、图像信息、空气组分信息和环境温度并整理成信息报表输出；
消防处理系统(3)，所述消防处理系统(3)包括火电切断模块(31)、消防报警系统和火灾警告模块(33)；
所述火电切断模块(31)接收信息整理模块(26)输出的信息报表，当火电切断模块(31)接收到信息报表后根据信息报表中的内容停止火灾发生区域的电力输送和燃气输送；
所述消防报警模块(32)接收信息整理模块(26)输出的信息报表，当消防报警模块(32)接收到信息报表后根据信息报表中的内容向距离火灾发生区域最近的消防队发送信息报表；
所述火灾警告模块(33)接收信息整理模块(26)输出的信息报表，当火灾警告模块(33)接收到信息报表后根据信息报表中的内容向火灾发生区域播放火灾警报。
2.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：消防处理系统(3)还包括备电启动模块(34)，所述备电启动模块(34)包括设置于城市各处用于给城市照明系统供电的备用电源，备电启动模块(34)接收信息整理模块(26)输出的信息报表，当备电启动模块(34)接收到信息报表后根据信息报表中的内容启动火灾发生区域的备用电源。
3.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：图像采集模块(11)包括卫星图像采集单元(111)，所述卫星图像采集单元(111)通过卫星地图获取图像信息并输出。
4.根据权利要求3所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：图像采集模块(11)还包括监控采集单元(112)，所述监控采集单元(112)通过设置于城市各处的监控采集图像信息并输出。
5.根据权利要求4所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：图像采集模块(11)还包括红外采集单元(113)，所述红外采集单元(113)通过设置于城市各处的红外热像仪采集图像信息并输出。
6.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于，中央控制系统(2)还包括：
天气采集模块(27)，所述天气采集模块(27)连接气象局获取当前天气信息和未来天气信息，天气采集模块(27)将当前天气信息和未来天气信息传输给存储模块(21)进行存储；
信息整理模块(26)调用存储模块(21)存储的当前天气信息和未来天气信息并添加至信息报表内。
7.根据权利要求6所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：中央控制系统(2)还包括扩散预测模块(28)，所述扩散预测模块(28)接收天气采集模块(27)输出的当前天气信息和未来天气信息，扩散预测模块(28)调用存储模块(21)存储的对应区域的图像信息、空气组分信息和环境温度，扩散预测模块(28)分析火灾发生区域未来时间内的火灾扩散范围并将火灾扩散范围传输给信息整理模块(26)，信息整理模块(26)将火灾扩散范围添加至信息报表内。
8.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：消防处理系统(3)还包括路线规划模块(35)，所述路线规划模块(35)接收信息整理模块(26)输出的信息报表，当消防报警系统接收到信息报表后根据信息报表中的火灾发生区域的位置信息计算最短路径并将最短路径传输给消防报警模块(32)，消防报警模块(32)将最短路径发送给距离火灾发生区域最近的消防队。
9.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：所述空气检测模块(12)包括设置于城市各处的空气监测站(121)，空气监测站(121)实时采集周围的空气组分信息并将空气组分信息输出。
10.根据权利要求1所述的基于智慧城市的消防安全监控系统，其特征在于：所述温度检测模块(13)包括设置于城市各处的温度采集器(131)，温度采集器(131)采集周围环境温度并将环境温度输出。
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