CN111282185A

CN111282185A - 一种云端自动控制的智能消防水炮

Info

Publication number: CN111282185A
Application number: CN202010324575.4A
Authority: CN
Inventors: 孙雪梅; 李帅; 曾宪平
Original assignee: Linyi University
Current assignee: Linyi University
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-06-16

Abstract

本发明公开了一种云端自动控制的智能消防水炮，分为水平方向调节段、竖直方向调节段、喷头段和转换段四部分，主要包括控制中心、第一电机、第二电机、第三电机、第一转向节、第二转向节、第三转向节、摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器、压力传感器、转换管和电源；控制中心可实现模拟量、数字量的信息处理，并发出指令；第一电机和第二电机分别控制智能消防水炮水平和竖直方向的转动；第三电机可实现水炮柱状喷水模式和雾状喷水模式的转换；摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器用于现场图像传输和环境参数监测；本发明可与超长悬臂水泥泵车、消防车等其他泵水设备快速连接，通过无线传输技术实现超远程控制灭火。

Description

一种云端自动控制的智能消防水炮

技术领域

本发明涉及一种消防水炮，尤其涉及一种云端自动控制的智能消防水炮。

背景技术

随着我国高层建筑的增多，高层火灾隐患成为人们生命财产最为严重的威胁之一。高空火灾极大地增加了救援和灭火难度，这对消防设备提出了更高的要求。实际经验和研究表明，研发高空超远程自动控制的智能消防水炮是减少人员和财物损失的最好方法。

目前用于高层建筑灭火救援的消防高喷车数量较少，普通消防车灭火高度无法满足高空灭火的要求，从而造成了高空火灾中消防救援不便的问题。

发明内容

针对高层建筑灭火救援中消防高喷车数量少的问题，本发明提出一种云端自动控制的智能消防水炮，可将提出的智能消防水炮安装在超长悬臂水泥泵车、消防车等消防设备上，实现超远程控制灭火。其具体灭火过程为：智能消防水炮通过转换管与其他消防设备连接，通过无线热点传输，实现远程控制灭火；当智能消防水炮靠近火源时，进行喷水灭火，在灭火过程中智能消防水炮实施监测环境温度、烟雾参数和火源情况，当监测到火源熄灭且环境温度降低到安全温度时智能消防水炮停止喷水并后撤，完成灭火动作；在灭火过程中，若环境温度超过智能消防水炮的耐受温度时，发出警报并立即后撤到安全距离，通知操作人员进行下一步动作。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种云端自动控制的智能消防水炮，主要包括控制中心、第一电机、第一转向节、第二电机、第二转向节、第三电机、第三转向节、摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器、压力传感器、转换管和电源。

所述控制中心包括模拟量控制模块、数字量控制模块和控制单元，可实现模拟量、数字量的信息处理，并发出指令。

所述控制中心通过无线传输技术与远程控制器通讯，实现指令接收、数据传输等功能。

所述第一电机与第一转向节连接，可实现智能消防水炮x轴方向的转动。

所述第二电机与第二转向节连接，可实现智能消防水炮y轴方向的转动。

所述第三电机与第三转向节连接，可实现水炮柱状喷水模式和雾状喷水模式的转换。

所述摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器均安装在智能消防水炮的前端位置，用于现场图像传输和环境参数监测。

所述第一电机、第二电机、第三电机、摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器、压力传感器均与控制中心连接，进行信息通讯和指令传输。

一种云端自动控制的智能消防水炮，灭火过程如下：

1）开始前，将智能消防水炮通过转换管与水泥泵车、消防车等其他泵水设备连接，将智能消防水炮升起到火源附近。

2）通过远程控制器启动智能消防水炮的控制程序，通过摄像头监控现场情况，通过红外传感器定位火源位置，通过烟雾传感器监测现场烟雾情况，通过温度传感器实时监测环境温度。

3）当火源位置确定后，智能消防水炮通过第一电机和第二电机分别控制第一转向节和第二转向节转动，当水炮对准火源位置后进行喷水灭火。

4）在灭火过程中，可根据监测数据，利用第三电机控制第三转向节转动，实现水炮柱状喷水和雾状喷水的灵活转换。

5）在灭火过程中，可根据智能消防水炮与火源的距离，设定合适的环境温度参数作为判断灭火是否完成的依据，当温度传感器反馈的环境温度低于设定的温度低温值时，灭火完成，水炮停止喷水并后撤至安全距离。

6）在灭火过程中，通过压力传感器实时监测智能消防水炮的水压，当水炮的水压过低时发出低压警报，通知操作人员检查泵水设备是否欠压，从而确保灭火过程的顺利进行。

7）智能消防水炮具有自我保护功能，可通过设定温度高温值作为水炮的耐受温度，当温度传感器反馈的环境温度高于设定的温度高温值时，水炮发出高温警报并后撤至安全距离，等待操作人员进行后续操作。

本发明一种云端自动控制的智能消防水炮，可根据火情现状，与不同水泥泵车、消防车等其他泵水设备快速连接，通过无线传输技术实现超远程控制灭火，利用红外传感器探测到火源位置后，可自行调节智能消防水炮的指向，实现精准灭火。

在实际灭火过程中，通过无线传输技术，实现远程监测火情和控制智能水炮灭火。根据实际情况可选择手动灭火和自动灭火两种方式，手动模式可人工控制直流/喷雾两种喷水状态，控制智能水炮左转/右转和上仰/下俯，实现水炮喷水方向的控制；自动模式可通过摄像头、红外传感器、烟雾传感器和温度传感器实时监测环境温度，并通过设定控制参数，实现智能消防水炮自动调节灭火。

本发明所述的控制中心接收摄像头的图像信息、红外传感器的信号、烟雾传感器的信号、压力传感器的信号和温度传感器的信号，经数据处理后进行信号输出控制第一电机、第二电机和第三电机的动作。

本发明的有益效果是，可通过转换管与其他消防设备快速连接，通过无线传输技术实现超远程控制灭火，在保证人员安全的同时，有效提高灭火效率。

附图说明

图1为本发明一种云端自动控制的智能消防水炮结构图。

图2为本发明一种云端自动控制的智能消防水炮控制流程图。

其中1.控制中心，2.第一电机，3.第一转向节，4.第二电机，5.第二转向节，6.第三电机，7.第三转向节，8.摄像头，9.温度传感器，10.烟雾传感器，11.红外传感器，12.压力传感器，13.转换管，14.电源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种云端自动控制的智能消防水炮，主要分为水平方向调节段、竖直方向调节段、喷头段和转换段四部分。水平方向调节段上主要有控制中心1、第一电机2、第一转向节3和电源14；竖直方向调节段主要包括第二电机4和第二转向节5；喷头段主要有第三电机6、第三转向节7、摄像头8、温度传感器9、烟雾传感器10、红外传感器11和压力传感器12；转换段主要为不同类型和尺寸的转换管13。

智能消防水炮运行前，通过转换管13与水泥泵车、消防车等其他泵水消防设备连接；智能消防水炮运行时，控制中心1通过无线传输技术与远程控制器连接，控制中心1实时接收摄像头8拍摄的图像信息、温度传感器9的温度信号、烟雾传感器10的烟雾信号、红外传感器11的红外信号和压力传感器12的压力信号，与此同时，控制中心将上述信号进行数字量/模拟量转化处理后传输给远程控制器；控制中心1可以根据手动模式下的输入命令或自动模式下的控制参数，实时控制第一电机2、第二电机4和第三电机6的动作，分别控制第一转向节、第二转向节和第三转向节的转动，最终控制智能消防水炮的瞄准方向和喷水状态。

摄像头8实时监测现场情况，并通过控制中心1将图像传输给远程控制器，使灭火人员直观了解现场状况；烟雾传感器10实时监测环境烟雾参数，并将测量数据反馈给控制中心1，使灭火人员根据监测数据判断是否允许人员进入火场；红外传感器11将红外信号反馈给控制中心1，用于判断火源位置；温度传感器9实时监测环境温度，并将温度信号反馈给控制中心1，控制中心1可将监测的环境温度与设定的温度高温值和温度低温值进行比较，当环境温度高于设定的温度高温值时，表面环境温度已经超出智能消防水炮的耐受范围，此时控制中心1将进行自我保护，发出警报并后撤至安全位置；当环境温度低于设定的温度低温值时，表明灭火完成，此时控制中心1控制智能消防水炮停止喷水并进行后撤。

控制中心1可为计算机、工控机、单片机、PLC等，如图1控制中心1可进行信号输入和信号输出，将目标参数输入控制中心1，如环境温度高温值、环境温度低温值；温度传感器9、烟雾传感器10、红外传感器11将检测到的环境参数反馈给控制中心1的参数处理模块，控制中心1通过无线传输技术与远程控制器通讯，利用数据显示单元可将图像及相关参数在远程控制器上显示，控制中心1通过指令输出控制各驱动电机完成相应的动作。

所述转换管13的管径和连接方式可根据实际连接的泵水消防设备进行调整。

所述第一电机2、第二电机4、第三电机6均采用24V步进电机。

所述温度传感器9的测量范围﹣200～1800℃。

所述烟雾传感器10选用气敏式烟雾传感器。

所述第一转向节3、第二转向节5和第三转向节7利用不锈钢管连接，钢管内径为60mm～125mm。

所述电源14采用24V锂电池电源，为控制中心1、第一电机2、第二电机4和第三电机6供电。

所述控制中心1、第一电机2、第二电机4、第三电机6、摄像头8、温度传感器9、烟雾传感器10和红外传感器11均进行防水处理。

所述控制中心1、第一电机2、第二电机4、第三电机6、摄像头8、温度传感器9、烟雾传感器10和红外传感器11均进行一定的高温保护处理。

现以温度高温值为800℃，温度低温值为50℃，水压为0.3MPa为例说明具体的灭火过程：

手动灭火：1）将水炮提升至火源附近，运行智能消防水炮，输入温度参数和压力参数。2）利用摄像头8观察现场火情，利用温度传感器9和红外传感器11分别监测环境温度和火源位置。3）手动控制第一电机2、第二电机4动作，分别调节水炮水平方向和竖直方向位置，将水炮对准火源。4）根据现场情况需要，控制第三电机6动作，实现柱状喷水模式和雾状喷水模式的转换。5）灭火过程中利用温度传感器9实时监测环境温度，当监测到的环境温度超过800℃时，消防水炮发出高温警报，提醒操作人员后撤水炮；当监测到的环境温度低于50℃时，消防水炮发出低温信号，提醒操作人员灭火完成。5）在灭火过程中，利用压力传感器12实时监测智能水炮的水压，当控制中心1监测到水压低于0.3MPa时，发出低压警报通知操作人员检测泵水设备压力情况。

自动灭火：1）将水炮提升至火源附近，启动智能消防水炮，输入温度参数和压力参数。2）利用温度传感器9和红外传感器11实时监测环境温度和火源位置，并将监测结果传输给控制中心1。3）监控中心1利用红外探测信号自动控制第一电机2和第二电机4动作，带动第一转向节3和第二转向节5转动，确保智能水炮对准火源位置。4）在灭火过程中，当监测到的环境温度超过800℃时，消防水炮发出高温警报并自动后撤至安全距离继续灭火；当监测到的环境温度低于50℃时，消防水炮停止喷水并后撤。5）在灭火过程中，利用压力传感器12实时监测智能水炮水压，当控制中心1监测到水压低于0.3MPa时，发出低压警报通知操作人员检测泵水设备压力情况。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的保护范围进行了限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种云端自动控制的智能消防水炮，其特征是，主要分为水平方向调节段、竖直方向调节段、喷头段和转换段四部分；水平方向调节段上主要安装有控制中心、第一电机、第一转向节和电源；竖直方向调节段主要安装有第二电机和第二转向节；喷头段主要安装有第三电机、第三转向节、摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器和压力传感器；转换段主要为不同类型和尺寸的转换管；所述水平方向调节段、竖直方向调节段、喷头段和转换段四部分通过不锈钢管连接形成消防水炮的水路。

2.如权利要求1所述的一种云端自动控制的智能消防水炮，其特征是，所述控制中心可为工控机、计算机、单片机或PLC。

3.如权利要求1所述的一种云端自动控制的智能消防水炮，其特征是，所述控制中心通过无线传输技术与远程控制器通讯。

4.如权利要求1所述的一种云端自动控制的智能消防水炮，其特征是，所述第一电机、第二电机、第三电机分别控制消防水炮的水平方向转动、竖直方向转动和喷水模式。

5.如权利要求1所述的一种云端自动控制的智能消防水炮，其特征是，所述第一电机、第二电机、第三电机、摄像头、温度传感器、烟雾传感器、红外传感器和压力传感器均与控制中心连接。