CN111445659A - 基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统及其使用方法，包括巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器、智能终端接口；巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器分别放置在能自动循迹、避障碍的无人消防巡视车、无人灭灾消防车上；无人灭灾消防车根据小区需求配置合适的消防器械。本发明通过使用卷积神经网络、监督学习等，不断获得、丰富所负责区域的消防灾情知识，利用这些消防知识，自动分析出消防灾情的性质、类别等，并据此做出智能处理，实现系统的智慧化。

Description

基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统及其使用方法

技术领域

本发明属于消防测控技术领域，尤其涉及互联网技术在消防安全领域的应用。

背景技术

智能小区因安全、舒适与便利的生活环境以及统一、便捷、高效的管理而备受人们青睐。它已成为居民住宅的一个重要发展方向。随着科技的发展以及人们物质生活水平的不断提高，智能小区住户家里存在的电器逐渐增多，室内装潢逐步高档化、可燃装饰材料越来越多、电线布线越来越密集等，这些均极大提高了火灾发生的可能性。一旦发生火灾，通常会威胁小区居民的生命与财产安全，后果非常严重。根据公安部消防局统计，2017年1月到10月，全国共接报火灾21.9万起，亡1065人，伤679人，造成直接财产损失多达26.2亿元。从发生火灾场所的分布情况来看，各类住宅发生火灾9.5万起，交通工具火灾2.3万起，人员密集场所火灾1.7万起，工地、厂房、仓储及易燃易爆场所火灾1.5万起，农副场所火灾1.4万起，垃圾废弃物火灾1.9万起，其他场所火灾3.6万起。住宅火灾占总数的43.4％，造成821人死亡，占死亡人总数的77.1％；造成446人受伤，占伤人总数的65.7％。

目前，消防系统的工作流程是：一旦接到火灾报警，消防人员带上消防炮等消防器械乘着消防车从消防中心出动赶往火灾现场灭火。现在大多数家庭是双职工家庭，白天家里通常没有人，这些家的房屋一旦有火灾发生，灾情得不到及时报警而延误灭火时机。另一方面，体积较大的重型和中型消防车在逐渐狭小的城市中行进，灭火扑救和展开救援越来越困难。而要知道，火灾发生后的每一秒都是宝贵的，不容浪费，救火早一分钟就会减少很多损失。消防救援人员固然速度很快，但从消防中心出发到达火灾发生地需要一段时间，到达火灾现场后进行地形勘察和实行相应的救火措施，同样需要一定的时间，并且贸然进入救火现场还有一定的生命危险。

人们通常在智能小区的每一个主要消防通道或要点都布置灭火栓等消防器械。根据相关规定，现在智能小区的几乎每一个楼梯口，每一户住户，都布置有不少于一个灭火栓等消防器械。这样，当火灾刚发生时，人们就可以利用这些消防器械将这些火灾灭于萌芽期或初期，避免大灾难的发生，从而将损失降至最低，极大地保护人们的财产与生命安全。但是，火灾发生时，如果现场没有人，这些消防器械几乎不会起任何灭火作用，近似于摆设。即消防很被动，必须需要人的参与才能完成消防。另外，火灾很大时，这些消防器械几乎不起作用，消防能力很弱。

现有技术一的技术方案

智能小区广布消防监测系统，并配以中型或重型消防炮等灭火装置及相应专业消防人员

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为201820874820.7，名称为一种小区消防智能监控系统。该系统在小区的每一个主要消防点布置一个火灾感知模块，该模块能监测所处位置是否发生火灾。一旦监测到火灾发生，它就会报警，并发出发生火灾的位置。

智能小区内合理安置上述火灾感知模块并配置类似于消防中心处的中型或重型消防炮等灭火装置及相应的专业消防人员。当发现小区有火灾发生时，上述系统就会感知到火灾发生并发出发生火灾的报警。小区消防值班人员一旦接到火灾感知模块发来的火灾报警，就立即采取消防措施:通知本小区配置的专业消防人员搬运消防炮等灭火装置马上赶往事发点去灭火。

现有技术一的缺点

该技术方案广布的火灾感知模块增强了小区的火灾感知能力，配以中型或重型消防炮等增强了小区消灭火灾的消防能力。该技术方案部分解决了上述目前采用的传统消防方式的被动感知消防灾情问题，变消防灾情的被动感知为主动感知，但仍有其固有缺点：

火灾的感知模块与如中型或重型消防炮等灭火装置是两个完全独立的模块。从发现火灾至消除火灾，离不开人的全程、全力参与与通力协作。协作的效率与有效性制约着灭火的及时性与有效性。

中型或重型消防炮等大型灭火装置，一方面成本高、体积大，需要专用地方存放。另一方面，需要专业人员操作、维护。目前，智能小区如雨后春笋般地出现，若每个智能小区都配置几个专业消防技术人员，从人力、物力、财力等角度来看，都缺乏可操作性。也就是说，要普及该技术方案，可操作性差。

实现小区内无死角地感知火灾非常困难，例如，在没有安置火灾感知模块的地方发生意外火灾，该系统无能为力。

系统的消防知识非常有限，而且是封闭而非开放地，是固定地而非不断丰富积累的。

系统信息是孤立地，封闭地，既不能从小区内各业主家庭用智能消防系统获得有益消防信息，也不能给这些智能消防系统共享自己拥有的有益消防信息。

系统缺乏对小区内各业主家庭用智能消防系统的有效控制。当探测出业主室内发生火灾时，若能控制该住户室内的消防系统进行灭火，则灭火最及时、直接、有效。

现有技术二的技术方案

采用巡视式消防监测系统，并配以中型或重型消防炮等灭火装置及相应专业消防人员

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为201010140571.7，名称为巡视式智能主动消防装置。该装置主要针对民用住宅，它沿着固定的轨迹在民用住宅室内来回移动，不断感知是否有火灾发生。一旦监测到火灾发生，它将遥控相应消防点的已在天花板或墙上布置好的喷淋阀阀门打开，扑灭现场的火情。同时，通过无线信号向相关部门报警。

对于智能小区，也可以采取类似的巡视式智能主动消防装置，同时配置中型或重型消防炮等灭火装置及相应专业消防人员。巡视式智能主动消防装置沿着预先固定好的轨迹在智能小区内来回移动，不断感知小区是否有火灾发生。一旦监测到火灾发生，它将通过无线信号报警。小区消防值班人员一旦接到无线信号发来的报警，就立即采取消防措施，通知本小区配置的专业消防人员搬运消防炮等灭火装置马上赶往事发点去灭火。

现有技术二的缺点

如技术方案一，该技术方案实现了火灾的主动感知。它将技术方案一中火灾的固定式感知变为移动感知，这样就不需要在每个消防点布置火灾感知模块，从而节省了火灾的固定式感知所固有的各消防点火灾感知模块的安装成本、维护成本及感知模块本身的成本。小区的消防点越多，这种优势就越明显。而且，火灾的这种物理空间上的连续感知，巧妙地解决了火灾固定式感知所面临的实现无死角感知火灾非常困难的问题。

与技术方案一相比，该技术方案仅改进了其火灾感知的方式，变固定式感知为移动式感知，故它仍有技术方案一的部分缺点：

火灾的感知模块与如中型或重型消防炮等灭火装置是两个完全独立的模块。从发现火灾至消除火灾，离不开人的全程、全力参与与通力协作。协作的效率与有效性制约着灭火的及时性与有效性。

中型或重型消防炮等大型灭火装置，一方面成本高、体积大，需要专用地方存放。另一方面，需要专业人员操作、维护。目前，智能小区如雨后春笋般地出现，若每个智能小区都配置几个专业消防技术人员，从人力、物力、财力等角度来看，都缺乏可操作性。也就是说，要普及该技术方案，可操作性差。

系统的消防知识非常有限，而且是封闭而非开放的，是固定的而非不断丰富、积累的。

系统信息是孤立的，封闭的，既不能从小区内各业主家庭用智能消防系统获得有益消防信息，也不能给这些智能消防系统共享自己拥有的有益消防信息。

系统缺乏对小区内各业主家庭用智能消防系统的有效控制。当探测出业主室内发生火灾时，若能控制该住户室内的消防系统进行灭火，则灭火最及时、直接、有效。

现有技术三的技术方案

小区配置具有灭火功能的巡视监测系统

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为201210209641.9，名称为基于主动消防预警的自主车。该自主车上装有火源探测装置与灭火系统。自主车沿着固定的轨迹在小区内来回移动的过程中，其上的火源探测装置不断地感知是否有火灾发生。一旦监测到火灾发生，自主车即刻启动其上的灭火系统进行灭火工作。若未能消除火灾，则发出蜂鸣报警声告知现场或附近的消防人员。

现有技术三的缺点

相对于技术方案一、二以及上述传统消防方法，该技术方案较好地解决了火灾消除的主动性问题：一旦感知出火灾发生，自主车即刻启动其上的灭火系统进行灭火工作，实现了火灾感知与火灾排除的联动。也就是说，该技术方案实现了火灾的主动感知与排除，完成了消防的完全主动性，全程不需要人的参与。因采用移动式火灾感知、火灾消除，因此能实现小区内无死角的感知、消除火灾事故。另外，用于智能小区的该自主车采用的灭火系统全自动化，因此不需要专业消防人员的参与，避免了人力消耗。然而，该技术方案仍有其固有缺陷，大致为：

自主车的绝大部分承重来自于其上的灭火系统，相应地，自主车消耗的能量也绝大部分用于驱动其灭火系统。通常，智能小区不会经常发生火灾，更不会一直发生火灾，因而，消耗了绝大部分自主车能量的灭火系统仅在很少的时间发挥作用，其能量的利用率非常低，造成了大量的能源浪费。随着消防灾情巡检频率的不断增加，这种浪费会不断放大。

灭火系统的绝大部分含有机械结构，自主车的巡检移动引起的振动会造成这些机械结构松动、磨损，引发机械故障，加剧灭火系统的老化与失效。随着自主车巡检频率的增加，该问题会越来越凸现。

对于不能消除的大火灾，该系统没有告知所在地消防中心，从而贻误消除消防灾情的最佳、有效时机。

自主车的信息孤立、封闭，既不能从小区内各业主家庭用智能消防系统获得有益消防信息，也不能给这些智能消防系统共享自己拥有的有益消防信息。

自主车缺乏对小区内各业主家庭用智能消防系统的有效控制。当探测出业主室内发生火灾时，若能控制该住户室内的消防系统进行灭火，则灭火最及时、直接、有效。

系统的消防知识非常有限，而且是封闭而非开放的，是固定的而非不断丰富、积累的。

发明内容

为克服背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统及其使用方法，通过使用卷积神经网络、监督学习等，不断获得、丰富所负责区域的消防灾情知识，利用这些消防知识，自动分析出消防灾情的性质、类别等，并据此做出智能处理，实现系统的智慧化。

本发明采用如下技术方案：

基于互联网的智能小区用主动型智慧移动消防测控系统，包含巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器与智能终端接口。

巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器分别放置在能自动循迹、避障碍的无人消防巡视车、无人灭灾消防车上。无人灭灾消防车根据小区大小等实际情况配置有合适的消防器械。

根据所配置消防器械的消防能力，将小区的消防灾情分为三种：无消防灾情、可控消防灾情与不可控消防灾情，它们分别表示没有任何消防灾情、所配置消防器械能够消除的消防灾情、所配置消防器械无法消除的消防灾情。

智能终端接口包括房屋业主、家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心等处智能手机上的短信模块以及能够显示巡视消防测控服务器发送出来的灾情现场环境状态动态和操控巡视消防测控服务器、灭火消防测控服务器的App；

基于互联网的家庭用主动型智慧移动消防测控系统的使用方法为：

无人消防巡视车在小区内24h不间断地巡逻，其上的巡视消防测控服务器持续不断地对小区内各业主住房周围的温湿度、天然气/煤气浓度、烟雾浓度、火焰等表征消防灾情特征的环境状况进行连续测量，并利用测得的这些环境状况基于小区消防灾情知识分析小区内是否有消防灾情发生。如果没有消防灾情发生，巡视消防测控服务器将把测量出的环境状态以及分析出的消防灾情信息作为无消防灾情样本利用互联网技术告知灭灾消防测控服务器，并接受灭灾消防测控服务器利用该样本以及其上的历史消防灾情样本通过卷积神经网络、监督学习等获得的消防灾情知识并进行消防灾情知识的更新用以之后的消防灾情分析。如果发现有消防灾情发生，巡视消防测控服务器就会报警，并利用互联网通过智能终端接口把这一情况及灾情事发点告知灭灾消防测控服务器以及房屋业主、小区物业管理中心。如果是不可控消防灾情，还会将之告知给所在地消防中心。若业主的房屋内布有家用智能消防系统及其使用方法，巡视消防测控服务器则会第一时间将消防灾情通知给该消防系统，让它就地展开消防灾情的及时、有效清除工作。

灭灾消防测控服务器一旦接收到消防灾情发生的信息，就立即控制无人灭灾消防车从它所在的小区固定场所快速赶赴灾情事发点。来到灾情事发点后，灭灾消防测控服务器在确认已发生消防灾情后马上控制灭灾消防模块投入至灭灾工作中。在消灭消防灾情的过程中，巡视消防测控服务器一直在事发点附近探测消防灾情，并将灾情动态告知房屋业主、小区物业管理中心，如果为不可控消防灾情，还会将灾情动态告知所在地消防中心。直至消防灾情消除完毕。消除事故后，巡视消防测控服务器立即将火灾已经消除这一信息告知房屋业主、小区物业管理中心，若为不可控消防灾情，还会将之告知所在地消防中心。同时，巡视消防测控服务器将灾情中的典型环境状态告知灭灾消防测控服务器，在无人灭灾消防车载着灭灾消防测控服务器及相关消防器械回至固定场所后，灭灾消防测控服务器将这些环境状态及相应的消防灾情信息作为新的消防灾情样本保存起来，并用这些消防灾情样本和之前存储的历史消防灾情样本进行小区消防灾情知识的深度学习，存储深度学习获得的消防灾情知识，并用这些知识去更新巡视消防测控服务器中的相关消防灾情知识。

本发明的有益效果：

1.从小区客户的角度看，对于所在地消防中心、小区物业管理中心、小区业主,只需在他们现在使用的智能手机上安装该系统的相应的App即可，巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器均只需高性价比嵌入式系统即可。

2.从硬件的角度看，每个智能小区只需要一套实现巡视消防测控服务器功能的嵌入式系统和一套实现灭灾消防测控服务器功能的嵌入式系统，以及能固定并移动它们的避障小车。对于灭灾消防测控服务器，则还需要配置合适的自动消防器械。因此，无论从成本方面，还是从安装、维护以及使用等方面，该系统的性能都很好。

3.相对于现有实现技术方案，如方案一、二、三，本技术方案的突出优点为该系统具有类似于人的部分智慧，自主学习、积累消防灾情知识，自主应用消防灾情知识分析消防灾情，针对消防灾情的实际情况自主决策；解决了传统技术方案被动消防问题，变被动消防为主动消防。

4.同时，借助于传感器技术、计算机技术、通信技术、伺服驱动技术、深度学习等控制技术，实现了该消防系统的自动化、智能化、智慧化等，移动测控与联动自动控制巧妙地解决了技术方案一中的小区内消防灾情的无死角感知与消除问题。将消防测控系统分解成巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器两个部分，把这两个部分分别安装在无人消防巡视车、无人灭灾消防车上，并分别赋予这两个小车不同的移动条件：需要感知消防灾情时仅移动无人消防巡视车，仅当发现消防灾情时才移动无人灭灾消防车并立即投入至消防灾情的清除工作中。

5.这样就巧妙、有效地克服了消防自主车的体积大、笨重、耗能、易出故障等缺点，便捷、经济、高效、可靠、低能耗、智慧地实现了小区消防。另外，该技术方案充分、巧妙地利用了目前人均至少一部智能手机的现有个人资源基础以及智能手机强大的计算、分析、通信能力。该发明不仅全方位解决了被动消防问题，而且让该系统在使用上非常方便、简洁，也极大地降低了成本。

6.智能小区的消防问题已经逐渐成为当今世界的一个日益凸显的社会问题，该技术方案为解决这一社会问题提供了一种有效的途径。该方案的技术产品有利于社会安全，有利于社会和谐。因此本发明具有良好的社会效益、经济效益。

附图说明

图1为基于互联网的智能小区用智慧消防系统示意简图；

图2为一种基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

消防灾情如果在本系统能有效控制、消除的范围内，则仅将发现的灾情与消除情况告知房屋业主、小区物业管理中心；否则，还要立即将之告知所在地消防中心，这样极大提高了与所在地消防中心的信息沟通效率。

本发明通过小区业主家用智能消防系统接口，实现该系统与小区业主家用智能消防系统关于消防灾情知识的交流，让本发明成为一个开放的系统，关于所在小区的消防灾情知识也会不断丰富、完善。本发明让测控系统移动起来，有效克服了固定式消防系统的上述固有缺点。同时，将消防测控系统分解成实现消防灾情感知的巡视消防测控服务器与实现消防灾情清除的灭灾消防测控服务器两个部分并分别安装在不同的小车上。结合这两个测控服务器的具体功能赋予分别搭载这两个测控服务器的小车不同的移动条件：

需要感知消防灾情时仅移动巡视消防测控服务器，仅当发现消防灾情时才移动灭灾消防测控服务器并立即投入至消防灾情的清除工作中，这样就巧妙、有效地克服了消防自主车的体积大、笨重、耗能、易出故障等缺点，便捷、经济、高效、可靠、低能耗、智慧地实现了小区消防。

如图1所示，本发明涉及的基于互联网的智能小区用智慧移动消防系统包含巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器与智能终端接口。智能终端接口包括房屋业主、家用智能消防系统(该系统能主动感知业主室内环境状态，在此基础上能自主分析业主室内的消防灾情，如发生火灾等消防灾情，能自动进行消除工作。它有与外界进行信息交互的通信接口)、小区物业管理中心、所在地消防中心等处智能手机上的短信模块等智能手机本身固有的通信模块以及能够显示巡视消防测控服务器发送出的灾情现场环境状态动态和操控巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器的App；

巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器分别放置在能自动循迹、有避障功能的无人消防巡视车、无人灭灾消防车上。无人灭灾消防车根据小区的大小等实际情况配置有合适的消防器械。根据所配置消防器械的消防能力，将消防灾情分为三种：

无消防灾情、可控消防灾情与不可控消防灾情，它们分别表示没有任何消防灾情、所配置消防器械能够消除的消防灾情、所配置消防器械无法消除的消防灾情。无人消防巡视车在小区内24h不间断地巡逻，其上的巡视消防测控服务器持续不断地对小区内各业主住房周围的温湿度、天然气/煤气浓度、烟雾浓度、火焰等表征消防灾情特征的环境状况进行连续测量，并利用测得的这些环境状况基于小区消防灾情知识分析小区内是否有消防灾情发生。如果发现有消防灾情，巡视消防测控服务器就会报警，并通过智能终端接口把这一情况及灾情事发点告知灭灾消防测控服务器以及房屋业主、小区物业管理中心。如果是不可控消防灾情，还会将之告知给所在地消防中心。若业主的房屋内布有家用智能消防系统，巡视消防测控服务器则会第一时间将消防灾情通知给该消防系统，让它就地展开消防灾情的及时、有效消除工作。灭灾消防测控服务器一旦接收到该消防灾情发生的信息，就立即控制无人灭灾消防车从它所在的小区固定场所快速赶赴灾情事发点。来到灾情事发点后，灭灾消防测控服务器在确认已发生消防灾情后马上控制消防器械投入至灭灾工作中。在消灭消防灾情的过程中，巡视消防测控服务器一直在事发点附近探测消防灾情，并将灾情动态告知房屋业主、小区物业管理中心(若为不可控灾情，还会将之告知给所在地消防中心)，直至消防灾情消除完毕。

基于图1，本发明设计出了如图2所示的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，该系统由巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器、智能终端接口三个部分构成。

在该系统中，巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器均由S3C2440A嵌入式系统、环境状态感知部分、通信部分构成。采用S3C2440A嵌入式系统主要鉴于其成本、可靠性及使用的便捷性。S3C2440A嵌入式系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG电路、内存电路、Flash存储电路/灾情报警电路等。其中，内存、Flash的存储空间分别为64MB、4Gb。环境状态感知部分由DHT11温湿度检测模块、MQ-2烟雾气体检测模块、火焰检测模块构成，这些模块上均布有相应的传感器阵列，它们分别完成小区内各业主房屋室外的温度与湿度、烟雾浓度与煤气/天然气浓度、火焰等环境状态的感知。

巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器之间通过模块GA6 GSM/GPRS进行通信，它们均借助于该模块并利用移动网络等互联网与房屋业主及其家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心交互信息。巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器上均固化有关于小区消防灾情方面的消防知识。灭灾消防测控服务器上还固化有多个无消防灾情、可控消防灾情与不可控消防灾情的原始样本以及由这些样本获得关于小区消防灾情方面消防知识的卷积神经网络、监督学习等方法。

智能终端接口包括房屋业主、家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心等智能手机上的短信模块等智能手机本身固有的通信模块以及能够显示巡视消防测控服务器发送出的灾情现场环境状态动态和操控巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器的App。

本发明使用智能终端接口源于几乎人均一部智能手机的现状以及智能手机强大的通信能力与计算分析能力，这样既简化了这些智能终端，又极大地降低了系统的运行成本，还让使用变得异常便捷、简单。另外，通过家用智能消防系统接口，本消防测控系统汇集小区内各业主房屋(布有智能消防系统的业主房屋)的消防灾情样本，并为小区内各家用智能消防系统提供这些消防灾情样本的访问。巡视消防模块每检测完一个检测区域，巡视消防测控服务器就会将其消防样本发送给灭灾消防服务器。灭灾消防测控服务器在已获得的小区消防灾情初始知识的基础上，利用这些本地消防灾情样本与历史存储的消防灾情样本训练卷积神经网络，进行小区消防灾情知识方面的监督学习，获得有效的小区消防灾情知识。然后通过互联网技术将该知识更新巡视消防测控服务器的相关消防知识，用于小区各检测点消防灾情的可靠分析、判断。系统使用中采用越来越多的小区内的消防灾情样本进行深度学习会让获得的消防知识越来越准，因而利用这些知识进行的消防灾情分析与判断也越来越准。该接口让该系统成为一个开放式系统，也让该测控系统越用越准，越用越好用。

无人消防巡视车一旦接收到巡视消防测控服务器的巡视指令，就开始巡视小区内的消防灾情。每至一检测区域、无人消防巡视车就会停下来，将该检测区域的位置信息告知巡视消防测控服务器的S3C2440A嵌入式系统。嵌入式系统一旦接受到检测区域地址信息，就控制其环境状态感知模块及升降机构等，逐一感知并采集该检测区域各业主房屋周围的温度与湿度、烟雾浓度与煤气/天然气浓度、火焰等环境状态并保存起来，然后利用这些状态并基于关于小区消防灾情方面深度学习获得的知识，分析出消防灾情。如果分析出该检测区域没有消防灾情，对该检测区域再进行数次这样的侦测，直至该检测区域的侦测时间用尽。在这些侦测中，若均未发现消防灾情，则将采集到最差的环境状态及其消防信息作为无消防灾情样本发送给处于休闲状态的灭灾消防测控服务器，让它将这次的环境状态及相应的消防信息作为一个新的本地无消防灾情样本进行消防灾情方面知识的深度学习，然后接受深度学习后获得的学习结果并更新相应部分的消防灾情知识。

如果侦测出有消防灾情发生，若灾情发生处的业主布置有家用智能消防系统，就即刻将检测区域地址、探测处的环境状态与分析结果发送给这些家用智能消防系统，让它们就地及时、有效消除消防灾情(显然，让这些业主室内的智能消防系统消除业主房屋内的消防灾情，灾情将会消除得很快，也很有效，往往能将灾情消灭于初期或萌芽状态，让损失降至最低)。同时，通过智能终端接口，将这些信息发给灭灾消防测控服务器、房屋业主、小区物业管理中心。若为不可控消防灾情，还须将这些信息发布至所在地消防中心。灭灾消防测控服务器接收到消防灾情发生的信息，就立即控制装载它的无人灭灾消防车载着消防器械赶往灾情现场消除消防灾情。赶至消防灾情现场后，灭灾消防测控服务器首先利用其自身感知部分侦测的环境状态并根据深度学习获得的消防灾情知识分析、确认是否有消防灾情发生。

如果确有消防灾情发生，根据灾情的具体情况采用相应措施，投入至消防灾情的工作中去：

若为天然气/煤气泄漏，则控制相关阀门关闭；若为浓烟或明火等其它消防灾情，则分析出灾情类型、合理的灭火剂，告知灭灾消防车上的消防器械立即投入至灭火工作中。灭火的过程中，无人消防巡视车停在灾情的现场，其上的巡视消防测控服务器不断地将侦测出的灾情现场环境状态通过其GA6GSM/GPRS通信模块告知业主、小区物业管理中心(若为不可控消防灾情，还须将这些信息发布至所在地消防中心)，直至灾情消除。消防灾情消除后，巡视消防测控服务器将灾情中的典型环境状态告知灭灾消防测控服务器。在无人灭灾消防车载着灭灾消防测控服务器及其相关消防器械等回至其固定场所后，灭灾消防测控服务器将这些环境状态及相应的消防灾情信息作为新的消防灾情样本保存起来，并用这些消防灾情样本和之前存储的历史消防灾情(包括无消防灾情)样本进行小区消防灾情知识的深度学习，存储深度学习获得的消防灾情知识，并用这些知识去更新巡视消防测控服务器中的相关消防灾情知识。另外，巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器均接受小区物业管理中心、所在地消防中心通过智能终端接口对它们的控制。

对试制出的该测控系统进行了实验。实验装置为一套配置有该测控系统的智能小区用智慧移动消防系统模型和一套家用智能消防系统模型。小区用消防系统模型为：分别放置有巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器的一个无人消防灾情巡视小车模型与一个无人灭灾消防车模型均能按照控制指令沿预定路径循迹运动，具有避障功能，无人灭灾消防小车模型上装有多种灭火剂以及能喷这些灭火剂的自动消防炮模型。家用的消防系统模型与小区用的基本上一样，不同的仅仅在于其环境状态感知部分只需固定而不需要机械升降杆部件，以及家用智能消防系统接口变为小区消防系统接口。

小区用消防系统模型的两个小车和用铝板按1:10比例搭建的每层楼分布有3套房屋的3层楼房小区模型布置在一个用黑色胶布标明运动轨迹的实验室内，安装有本系统App的三部小米智能手机分别模拟房屋业主、小区物业管理中心、所在地消防中心的智能终端。家用智能消防系统模型放在发生消防灾情的模型房屋内，三部手机均放置于实验室外的不同地方。巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器上的环境状态感知模块各放在一升降杆上便于控制这些感知模块感知各楼层房屋的环境状态。实验开始前，将这三部手机的时间与巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器的系统时间进行整定、统一。结合实验情况，为每种消防灾情设计出了20个样本，共60个消防灾情原始样本。在PC上利用这些原始样本对卷积神经网络进行监督学习，训练卷积神经网络进而获得小区消防灾情关于检测区域天然气/煤气等易燃气体浓度、温度、湿度、烟雾浓度、光强对比度及其变化趋势等方面的消防灾情初步知识。然后将这些初步知识初始化至巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器，同时将原始样本、初步训练出来的卷积神经网络和监督学习等方法固化至灭灾消防测控服务器上。实验中设置了3个检测区域，在每个检测区域需要借助于升降杆检测各楼层的相应3套房屋，每一个测试区域的长度为3.6米。借助于打火机、电热炉与风扇、温热水汽、蜡烛或燃烧废纸来改变各房屋的易燃气体浓度、温度、湿度、烟雾浓度、光强度。无人消防灾情巡视小车模型在每个检测区域用时约20分钟，检测每套房屋用时5分钟，以完成该套房屋环境状态的侦测。依次检测完3个检测区域，就完成了一次巡视。每完成一次巡视，间隔15分钟再进行另一次巡视，用以准备各测试区域房屋的环境状况。共完成了20次巡检实验，累计180次消防检测。实验中发现，该测控系统稳定工作时，巡视消防测控服务器总能准确无误地分析出消防灾情的类型，并根据其分析结果将相关信息在1秒以内准确无误地发送至灭灾消防测控服务器、房屋业主、家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心的智能终端。灭灾消防测控服务器总能针对巡视消防测控服务器的检测与分析结果做出正确、及时响应，并能在从巡视消防测控服务器获得新的动态样本之前，利用刚获得的动态样本完成卷积神经网络的训练，获得新的消防灾情知识，并将该知识发送给巡视消防测控服务器，让其完成消防灾情知识的动态更新。灭灾消防测控服务器总能准确控制无人灭灾消防车上的消防机械及时展开灾情消除工作。家用智能消防系统模型能与小区智能消防系统模型准确地进行消防信息交互。家用智能消防系统模型能在小区智能消防系统模型告知它消防灾情后能及时、快速地消灭室内消防灾情。房屋业主、小区物业管理中心、所在地消防中心能通过智能终端接口有效控制巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器。该小区智能消防系统的工作情况在各检测区域是完全一致的，灾情侦测结果如表1所示。在180次环境状态检测与消防情况分析中，仅有4次分析结果有误，将2例无消防灾情误判为可控消防灾情，将2例可控消防灾情误判为不可控消防灾情，这些误判均发生在实验的开始阶段，主要因为该阶段学习样本不够多，导致其获得的消防灾情知识精度不够。实验的中后段就没有发生类似的误判了。由此可见，若有充足的消防灾情样本，该测控系统就非常有效、准确、可靠。

表1.火灾侦测实验结果

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，包括巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器、智能终端接口,巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器分别放置在能自动循迹、避障碍的无人消防巡视车、无人灭灾消防车上；

巡视消防测控服务器通过智能终端接口将感知的小区内各业主住房周围的表征消防灾情特征的环境状况以及利用消防灾情知识自动分析环境状况获得的消防灾情性质、类别的信息作为消防灾情样本告知灭灾消防测控服务器；

若有消防灾情发生，巡视消防测控服务器将该信息告知房屋业主、家用智能消防系统、小区物业管理中心；如果消防灾情超出了控制能力范围，巡视消防测控服务器还将信息一并告知所在地消防中心；

智能终端接口包括房屋业主、家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心处智能手机上的短信模块等智能手机本身固有的通信模块以及能够显示巡视消防测控服务器发送出的灾情现场环境状态动态和操控巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器的App；

巡视消防模块每检测一个检测区域，巡视消防测控服务器会将检测出的消防灾情样本发送给灭灾消防测控服务器，灭灾消防测控服务器在已获得的小区消防灾情知识的基础上，利用新的本地消防灾情样本与历史存储的消防灾情样本训练卷积神经网络，进行小区消防灾情知识方面的监督学习，获得更有效的小区消防灾情知识，然后用该知识更新巡视消防测控服务器的相关消防灾情知识，用于小区各检测点消防灾情的可靠分析、判断。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，房屋业主、小区物业管理中心以及所在地消防中心通过智能终端接口对巡视消防测控服务器、灭灾消防测控服务器进行控制；

灭灾消防测控服务器借助于移动网络将其利用日益丰富的消防灾情样本通过卷积神经网络、监督学习软件不断获得的消防灾情知识告知巡视消防测控服务器。

3.根据权利要求1所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，无人灭灾消防车根据小区情况需求配置合适的消防器械。

4.根据权利要求1所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器上均固化有用于分析小区消防灾情性质、种类的信息的消防知识软件；

灭灾消防测控服务器上还固化有多个无消防灾情、可控消防灾情与不可控消防灾情原始样本以及由这些样本获得消防知识的卷积神经网络、监督学习的软件。

5.根据权利要求1所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器均由S3C2440A嵌入式系统、环境状态感知部分、通信部分构成。

6.根据权利要求2所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，S3C2440A嵌入式系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG电路、内存电路、Flash存储电路、灾情报警电路，其中内存、Flash存储电路的存储空间分别为64MB、4Gb。

7.根据权利要求2所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，环境状态感知部分由DHT11温湿度检测模块、MQ-2烟雾气体检测模块、火焰检测模块构成，上述模块上均布有相应的传感器阵列，它们分别完成检测区域的温度与湿度、烟雾浓度与煤气/天然气泄漏、火焰的感知。

8.根据权利要求2所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，巡视消防测控服务器与灭灾消防测控服务器之间通过模块GA6 GSM/GPRS进行通信，均借助于该模块并利用移动网络等互联网与房屋业主及其家用智能消防系统、小区物业管理中心、所在地消防中心交互信息。

9.根据权利要求1所述的基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统，其特征在于，消防测控系统留有与业主房屋内布置的家用智能消防系统之间通信的接口，通过该接口汇集小区内各业主房屋的消防灾情样本，并为小区内各家用智能消防系统提供这些消防灾情样本的访问。

10.基于互联网的智能小区用智慧消防测控系统的使用方法，其特征在于，包括

无人消防巡视车接收到巡视消防测控服务器的巡视指令，巡视小区内的消防灾情，每至一检测区域，无人消防巡视车会停下来，将该检测区域的位置信息告知巡视消防测控服务器的嵌入式系统，嵌入式系统接受到检测区域地址信息，控制其环境状态感知模块及升降机构，逐一感知并采集该检测区域各业主房屋周围的温度与湿度、烟雾浓度与煤气/天然气浓度、火焰的环境状态并保存起来，然后利用这些状态并基于关于小区消防灾情方面深度学习获得的消防知识，分析出消防灾情：

如果分析出该检测区域没有消防灾情，对该检测区域再进行数次的侦测，直至该检测区域的侦测时间用尽，在侦测中，均未发现消防灾情，则将采集到最差的环境状态以及利用消防灾情知识自动分析这些环境状况获得的消防灾情性质、类别的信息作为消防灾情样本发送给处于休闲状态的灭灾消防测控服务器，将该样本作为一个新的本地无消防灾情样本进行消防灾情知识的深度学习，然后接收深度学习后获得的学习结果并更新相应部分的消防灾情知识；

如果侦测出有消防灾情发生，若灾情发生处的业主布置有家用智能消防系统，就即刻将检测区域地址、探测处的环境状态与分析结果发送给家用智能消防系统，让其就地有效消除消防灾情；同时，通过智能终端接口将这些信息发给灭灾消防测控服务器、房屋业主、小区物业管理中心；

若为不可控消防灾情，还须将信息发布至所在地消防中心；

灭灾消防测控服务器一旦接收到消防灾情发生的信息，立即控制无人灭灾消防车载着消防器械赶往灾情现场，赶至消防灾情现场后，灭灾消防测控服务器首先利用其自身感知部分侦测的环境状态并根据深度学习获得的消防灾情知识分析、确认是否有消防灾情发生，如果确有消防灾情发生，根据灾情的具体情况采取相应措施：

若为天然气/煤气泄漏，则控制相关阀门关闭；

若为浓烟或明火等其它消防灾情，则分析出灾情类型、合理的灭火剂以及灾情发生的区域，告知灭灾消防车上的消防器械投入至灭火工作中；

灭灾的过程中，无人消防巡视车停在灾情现场，其上的巡视消防测控服务器不断地将侦测出的灾情现场环境状态通过其通信接口告知业主、小区物业管理中心，若为不可控消防灾情，还须将这些信息发布至所在地消防中心，直至灾情消除；

灾情消除后，巡视消防测控服务器将灾情中的典型环境状态告知灭灾消防测控服务器，在无人灭灾消防车载着灭灾消防测控服务器及相关消防器械回至固定场所后，灭灾消防测控服务器将这些环境状态及相应的消防灾情信息作为新的消防灾情样本保存起来，并用这些消防灾情样本和之前存储的历史消防灾情样本进行小区消防灾情知识的深度学习，存储深度学习获得的消防灾情知识，并用这些知识去更新巡视消防测控服务器中的相关消防灾情知识。

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