CN111540155A - 一种智能家居火灾探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能家居火灾探测器，包括探测模块、中心控制模块和现场报警模块，还包括以下模块：数据融合模块与所述中心控制模块相连，将来自所述探测模块传输到所述中心控制模块的检测数据进行融合，得出是否发生火灾的精准判断；门锁控制模块与所述中心控制模块相连，接收并执行用户手机发送过来的开门指令；所述探测模块与所述中心控制模块相连，用于现场检测，并将检测结果传输给所述中心控制模块。本发明利用烟雾、火焰、温度、湿度等多传感器探测和数据智能融合，实现住宅类场所更加精准的火灾探测和及时报警；利用无线通信技术，突破空间限制，实现远程报警和多方位立体推送报警信息，解决家中无人时无法及早发现火情的难题。

Description

一种智能家居火灾探测器

技术领域

本发明涉及智能消防的技术领域，具体地说是一种智能家居火灾探测器。

背景技术

从火灾发生的场所分布情况看，住宅火灾及死亡比重大。据分析，住宅类火灾发生如此严重，原因之一是火灾报警不及时，发现火情晚，使得火情发生后开始蔓延了才有人报警，造成逃生延迟、援救延迟。

传统的基于单传感器的火灾探测器，获取的数据信息比较单一，误报、漏报现象时有发生。传统的不具备网络通信功能的火灾探测器，在家中无人时，无法及时将火灾报警信息传递出去，也无法实施远程联动，及时打开出入通道，影响火灾救援。随着全国“智慧消防”的推进和平安城市建设的深入，传统的基于单传感器的火灾探测器、不具备网络通信功能的火灾探测器已不能满足新型的市场需求。

申请号为CN105825616A的发明专利公开了一种智能无线火灾探测报警系统，包括用于采集安装现场环境参数的数据采集装置、用于储存分析和处理数据的服务器、用于在安装现场发出警报的报警器、用于进行远程控制的远程控制终端、和用于进行后台管理的产品管理台，数据采集装置和报警器安装于现场；数据采集装置包括用于探测温度的温度传感器、用于探测烟雾浓度的烟雾传感器、用于探测可燃气体浓度的可燃气体传感器；温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器均集成为一体；集成的数据采集装置上设有条形码或二维码；数据采集装置、服务器、报警器、远程控制终端、产品管理台无线连接。该系统的缺点是直接将采集数据与标准阈值进行对比，缺少容错机制，容易造成误报。

申请号为CN106251567A的发明申请公开了一种智能火灾预警系统，包括：图像采集模块，用于实时获取监控范围内的图像信息；处理模块，用于对图像采集模块获取的图像信息进行相应处理，获取监控范围内的火焰信息，判断监控范围内是否发生火灾；预警模块，用于在处理模块判定监控范围内发生火灾时发出预警信号；供电模块，用于为图像采集模块、处理模块和预警模块供电。该系统的缺点是仅对火焰进行了识别，缺乏对于可燃气体、烟雾及温湿度的监测机制。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提出的一种智能家居火灾探测器，利用烟雾、火焰、温度、湿度等多传感器探测和数据智能融合，实现住宅类场所更加精准的火灾探测和及时报警；利用无线通信技术，突破空间限制，实现远程报警和多方位立体推送报警信息，解决家中无人时无法及早发现火情的难题。

本发明的目的是提供一种智能家居火灾探测器，包括探测模块、中心控制模块和现场报警模块，还包括以下模块：

数据融合模块与所述中心控制模块相连，将来自所述探测模块传输到所述中心控制模块的检测数据进行融合，得出是否发生火灾的精准判断；

门锁控制模块与所述中心控制模块相连，接收并执行用户手机发送过来的开门指令；

所述探测模块与所述中心控制模块相连，用于现场检测，并将检测结果传输给所述中心控制模块。

优选的是，所述探测模块包括烟雾探测子模块、火焰探测子模块和温湿度探测子模块中至少一种，所述烟雾探测子模块使用烟雾传感器对现场的可燃气体以及烟雾进行检测；所述火焰探测子模块使用火焰传感器对现场的火焰进行红外线检测；所述温湿度探测子模块使用温湿度传感器对现场空气中的温度和湿度进行检测。

在上述任一方案中优选的是，在所述数据融合模块中预设三个独立的支持向量机模型SVM₁、SVM₂和SVM₃。

在上述任一方案中优选的是，当收到所述烟雾探测子模块传输过来的可燃气体检测数据和烟雾检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的SVM₁进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₁₀和p₁₁是调用SVM₁进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₁₀+p₁₁＝1。

在上述任一方案中优选的是，当收到所述火焰探测子模块传输过来的火焰检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的SVM₂进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₂₀和p₂₁是调用SVM₂进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₂₀+p₂₁＝1。

在上述任一方案中优选的是，当收到所述温湿度检测子模块传输过来的温度检测数据和湿度检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的SVM₃进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₃₀和p₃₁是调用SVM₃进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₃₀+p₃₁＝1。

在上述任一方案中优选的是，将所述识别结果

和

传输给决策层融合模块，所述决策层融合模块对“未发生火灾s₀”和“发生火灾s₁”两种情况进行投票，得到最终的识别结果。

在上述任一方案中优选的是，所述探测器该包括现场拍摄模块、无线通信模块和电源模块。

在上述任一方案中优选的是，所述现场报警模块用于当最终识别结果是“有火灾发生”时，发出现场火灾报警和当所述电源模块电力不足时发出低电量报警，所述现场火灾报警采用红色发光二极管和蜂鸣器连续鸣响，所述低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

在上述任一方案中优选的是，当所述数据融合模块得出的最终识别结果是现场有火灾发生时，所述中心控制模块就会给所述现场拍摄模块发出拍摄指令，让所述现场拍摄模块立即对现场进行拍照，然后将照片传输给所述中心控制模块。

在上述任一方案中优选的是，所述中心控制模块会通过所述无线通信模块将火灾画面和火灾报警信息传输到家庭用户的手机APP上和小区消防监控中心的监控软件上。

在上述任一方案中优选的是，当用户手机APP收到火灾报警信息后，用户通过手机远程使用所述门锁控制模块打开门锁。

在上述任一方案中优选的是，所述电源模块为锂电池，当电量过低时自动向所述中心控制模块发送低电量讯息。

在上述任一方案中优选的是，所述中心控制模块收到所述电源模块发送过来的所述低电量讯息后，会驱动所述现场报警模块发出低电量报警，所述低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

在上述任一方案中优选的是，所述中心控制模块驱动所述烟雾探测子模块、所述火焰探测子模块和所述温湿度探测子模块按照既定的采集频率对现场进行检测，并将监测数据转发给所述数据融合模块。

本发明提出了一种智能家居火灾探测器，当探测到火灾时，除了现场发出声光报警之外，还会将火灾报警信息传送到云端，让用户即使不在家中也能及时收到家中的火灾报警信息，而且还能让小区的消防责任主体及时收到居民家中的火灾报警信息，采用远程门锁控制技术，实现手机远程打开门锁，及时打开救援通道，为火灾救援赢得宝贵时间。

附图说明

图1为按照本发明的智能家居火灾探测器的一优选实施例的模块图。

图2为按照本发明的智能家居火灾探测器的另一优选实施例的模块图。

图3为按照本发明的智能家居火灾探测器的火灾识别的一优选实施例的过程图。

图4为按照本发明的智能家居火灾探测器的决策层融合的一优选实施例的过程图。

图5为按照本发明的智能家居火灾探测器的火灾探测报警的一优选实施例的流程图。

图6为按照本发明的智能家居火灾探测器的硬件组成的一优选实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例一

如图1所示，一种智能家居火灾探测器包括中心控制模块100、数据融合模块110、探测模块120、门锁控制模块130、现场报警模块140、现场拍摄模块150、无线通信模块160和电源模块170，其中，探测模块120包括烟雾探测子模块121、火焰探测子模块122和温湿度探测子模块123中至少一种。

中心控制模块100具有如下功能：

(1)通过线路与数据融合模块110、探测模块120、门锁控制模块130、现场报警模块140、现场拍摄模块150、无线通信模块160和电源模块170相连；

(2)驱动烟雾探测子模块121、火焰探测子模块122和温湿度探测子模块123按照既定的采集频率对现场进行检测，并获取监控数据；

(3)将监控数据发送给数据融合模块110，并从数据融合模块110中获取判断结果；

(4)当判断结果为“有火灾发生”时，触发现场报警模块140发出现场声光报警，并给现场拍摄模块150发出拍摄指令，并将照片通过无线通信模块160将火灾画面和火灾报警信息传输到家庭用户的手机APP上和小区消防监控中心的监控软件上。

数据融合模块110与中心控制模块100相连，将来自探测模块120传输到中心控制模块100的检测数据进行融合，得出是否发生火灾的精准判断。在数据融合模块110中预设三个独立的支持向量机模型SVM₁、SVM₂和SVM₃。当收到烟雾探测子模块121传输过来的可燃气体检测数据和烟雾检测数据后，数据融合模块110会调用预置的SVM₁进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₁₀和p₁₁是调用SVM₁进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₁₀+p₁₁＝1。当收到火焰探测子模块122传输过来的火焰检测数据后，数据融合模块110会调用预置的SVM₂进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₂₀和p₂₁是调用SVM₂进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₂₀+p₂₁＝1。当收到温湿度检测子模块123传输过来的温度检测数据和湿度检测数据后，数据融合模块110会调用预置的SVM₃进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₃₀和p₃₁是调用SVM₃进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₃₀+p₃₁＝1。将所述识别结果

和

传输给决策层融合模块，决策层融合模块对“未发生火灾s₀”和“发生火灾s₁”两种情况进行投票，得到最终的识别结果。

探测模块120与中心控制模块100相连，用于现场检测，并将检测结果传输给中心控制模块100。烟雾探测子模块121使用烟雾传感器对现场的可燃气体以及烟雾进行检测；火焰探测子模块122使用火焰传感器对现场的火焰进行红外线检测；所述温湿度探测子模块123使用温湿度传感器对现场空气中的温度和湿度进行检测。

门锁控制模块130与中心控制模块100相连，接收并执行用户手机发送过来的开门指令。当用户手机APP收到火灾报警信息后，用户通过手机远程使用门锁控制模块130打开门锁。

现场报警模块140与中心控制模块100相连，现场报警模块140用于当最终识别结果是“有火灾发生”时，发出现场火灾报警和当所述电源模块电力不足时发出低电量报警，所述现场火灾报警采用红色发光二极管和蜂鸣器连续鸣响，所述低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

现场拍摄模块150与中心控制模块100相连，当数据融合模块110得出的最终识别结果是“有火灾发生”时，中心控制模块100就会给现场拍摄模块150发出拍摄指令，让现场拍摄模块150立即对现场进行拍照，然后将照片传输给中心控制模块100。

无线通信模块160与中心控制模块100相连，中心控制模块100会通过无线通信模块160将火灾画面和火灾报警信息传输到家庭用户的手机APP上和小区消防监控中心的监控软件上。

电源模块170与中心控制模块100相连，电源模块170为锂电池，当电量过低时自动向中心控制模块100发送低电量讯息，中心控制模块100收到电源模块发送过来的低电量讯息后，会驱动现场报警模块140发出低电量报警，低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

实施例二

本实施例公开了一种用于精准火灾探测、火灾远程报警和远程联动施救的智能家居火灾探测器。所述火灾探测器由烟雾探测模块、火焰探测模块、温湿度探测模块、中心控制模块、数据融合模块、现场报警模块、现场拍摄模块、无线通信模块、门锁控制模块和电源模块组成。所述火灾探测器采用火焰传感器、烟雾传感器、温湿度传感器等多种传感器对同一场所进行火灾探测，然后采用智能算法对探测到的多种数据进行融合，得到更准确的判断，提高火灾探测的准确性。所述火灾探测器内置无线通信模块，能突破空间限制，实现立体报警、远程推送。当探测到火灾时，除了现场发出报警声之外，还会将火灾报警信息传送到云端，让用户即使不在家中也能及时收到家中的火灾报警信息，而且还能让小区的消防责任主体及时收到居民家中的火灾报警信息。所述火灾探测器内置门锁控制模块和火灾现场拍摄模块，让用户随时随地都能收到家中火灾的报警信息，查看火灾现场图景，并且能让用户通过手机远程打开门锁，为火灾援救赢得宝贵时间。

如图2所示,一种智能家居火灾探测器，包括烟雾探测模块、火焰探测模块、温湿度探测模块、中心控制模块、数据融合模块、现场报警模块、现场拍摄模块、无线通信模块、门锁控制模块和电源模块。烟雾探测模块与中心控制模块相连，负责现场可燃气体和烟雾的检测，并将检测结果传输给中心控制模块；火焰探测模块与中心控制模块相连，负责现场火焰红外线的检测，并将检测结果传输给中心控制模块；温湿度探测模块与中心控制模块相连，负责现场空气相对湿度和温度的测量，并将检测结果传输给中心控制模块；现场拍摄模块与中心控制模块相连，负责拍摄火灾现场照片，并将照片传输给中心控制模块；数据融合模块与中心控制模块相连，采用智能算法将来自烟雾探测模块、火焰探测模块、温湿度探测模块传输到中心控制模块的检测数据进行融合，得出是否发生火灾的精准判断；中心控制模块与其它各模块相连，并控制其它各模块的工作状态；电源模块与中心控制模块相连，负责整个探测器的电力供应；无线通信模块与中心控制模块相连，负责将火灾报警信号和火灾现场图片发送到用户手机和小区消防监控中心的监控软件上；门锁控制模块与中心控制模块相连，接收并执行用户手机发送过来的开门指令，打开门锁，为火灾援救赢得宝贵时间；现场报警模块与中心控制模块相连，负责火灾发生时或探测器低电量时的现场声光报警。

采用多种传感器进行火灾探测，利用数据融合技术对多传感器采集到的数据进行融合实现精准火灾探测与报警。烟雾探测模块采用烟雾传感器对现场的液化气、苯、烷、酒精、氢气等可燃气体以及烟雾进行检测，火焰探测模块采用火焰传感器对现场的火焰进行红外线检测，温湿度探测模块采用温湿度传感器对现场空气中的温度和湿度进行检测；三个探测模块检测到的数据都传输到中心控制模块，由中心控制模块转发给数据融合模块并由中心控制模块控制数据融合模块对三个探测模块传输过来的数据进行智能融合，得到是否发生火灾的精准判断。

如图3所示，在数据融合模块，预置了三个独立的支持向量机(Support VectorMachine，SVM)模型：SVM₁、SVM₂和SVM₃。这三个SVM模型是运用机器学习算法从训练样本中学习出来的。

当收到烟雾探测模块传输过来的可燃气体检测数据和烟雾检测数据后，数据融合模块会调用预置的SVM₁进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₁₀和p₁₁是调用SVM₁进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₁₀+p₁₁＝1。

当收到火焰探测模块传输过来的火焰检测数据后，数据融合模块会调用预置的SVM₂进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₂₀和p₂₁是调用SVM₂进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₂₀+p₂₁＝1。

当收到温湿度检测模块传输过来的温度检测数据和湿度检测数据后，数据融合模块会调用预置的SVM₃进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₃₀和p₃₁是调用SVM₃进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₃₀+p₃₁＝1。

三个SVM独立工作得出的各自识别结果后，将三个识别结果都传输给决策层融合模块。决策层融合模块按照如图4所示的算法流程对“未发生火灾s₀”和“发生火灾s₁”两种情况进行投票，得到最终的识别结果。图4中，α₁₀、α₂₀、α₃₀、α₄₀、α₁₁、α₃₁、α₁₁和α₄₁都是投票的分值，通过多次实验反复调整设置而成。

火灾识别的算法流程如下：

(1)初始化，s₀＝0，s₁＝0；

(2)判断p₁₁是否大于阈值，如果大于阈值，则s₁＝s₁+α₁₁；如果小于等于阈值，则s₀＝s₀+α₁₀；

(3)判断p₂₁是否大于阈值，如果大于阈值，则s₁＝s₁+α₂₁；如果小于等于阈值，则s₀＝s₀+α₁₂₀；

(4)判断p₃₁是否大于阈值，如果大于阈值，则s₁＝s₁+α₃₁；如果小于等于阈值，则s₀＝s₀+α₃₀；

(5)计算

和

(6)判断p′₀和p′₁的大小关系，如果p₁≥p₀，则s₁＝s₁+α₄₁；如果p′₁＜p′₀，则s₀＝s₀+α₄₀；

(7)判断s₀和s₁的大小关系，如果s₁≥s₀，则得到“有火灾发生”的最终结果；如果s₁＜s₀，则则得到“无火灾发生”的最终结果。

内置现场报警模块。当数据融合模块得出的最终识别结果是“有火灾发生”时，中心控制模块会立即驱动现场报警模块发出现场声光报警器。当电源模块电力不足时，中心控制模块也会立即驱动现场报警模块发出现场声光报警器。火灾报警采用蜂鸣器连续鸣响和二极管发红光；低电量报警采用蜂鸣器间断性鸣响和二极管发绿光。

内置现场拍摄模块。当数据融合模块得出的最终识别结果是“有火灾发生”时，中心控制模块就会给现场拍摄模块发出拍摄指令，让现场拍摄模块立即对现场进行拍照，然后将照片传输给中心控制模块。中心控制模块会通过无线通信模块，将火灾画面和火灾报警信息传输到家庭用户的手机APP上和小区消防监控中心的监控软件上，让家庭用户和小区消防监控中心的监控人员能依据画面对火灾有更准确的了解，便于他们制定更精准的火灾救援措施。

内置无线通信模块，能突破空间限制，实现远程推送、立体报警。当数据融合模块得出的最终识别结果是“有火灾发生”时，除了发出现场声光报警外，中心控制模块还会将火灾报警信息和现场图片通过无线网络传输到家庭用户的手机APP上和小区消防监控中心的监控软件上，让家庭用户即使不在家中也能及时收到家中的火灾报警信息，而且还能让小区的消防责任主体及时收到居民家中的火灾报警信息。

内置门锁控制模块。当用户手机APP收到火灾报警信息后，用户可以通过手机远程打开门锁，便于现场救援人员进入用户家中实施火灾救援，为火灾援救赢得宝贵时间。

内置中心控制模块。中心控制模块与烟雾探测模块、火焰探测模块、温湿度探测模块相连，驱动这三个模块按照既定的采集频率对现场的可燃气体、烟雾、火焰、温度、湿度等进行探测，并将探测到的数据收集起来，转发给数据融合模块。中心控制模块与数据融合模块相连，将现场探测数据转发给数据融合模块，并接收数据融合模块的最终识别结果，然后根据最终识别结果做出相应的响应。中心控制模块与现场拍摄模块、现场报警模块、无线通信模块相连，当从数据融合模块得知最终的识别结果是“有火灾发生”时，中心控制模块会驱动现场拍摄模块进入工作状态，拍摄现场图景，然后通过无线通信模块将现场图景和火灾报警信息远程发送出去，还会立即驱动现场报警模块发出声光报警。中心控制模块与门锁控制模块相连，当用户通过手机APP远程发出开门指令时，中心控制模块会驱动门锁控制模块打开门锁，方便救援人员进入室内实施救援。

自带电源，采用锂电池供电。当电量过低时，会自动向中心控制模块发送低电量讯息；中心控制模块收到讯息后，会驱动现场报警模块发出低电量声光报警。低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

实施例三

本发明采用烟雾探测模块中的烟雾探测器、火焰探测模块中的火焰探测器、温湿度探测模块中的温湿度探测器对居民住宅中同一场所的可燃气体、烟雾、火焰、温度、湿度等多种数据进行检测，然后由数据融合模块采用智能算法对检测到的多种数据进行融合，得到更加精准的火灾识别。当数据融合模块识别出有火灾发生时，中心控制模块会立即触发现场报警模块发出现场声光报警；同时立即开启现场拍摄模块，拍摄火灾现场图景，然后将火灾报警信息和火灾现场图景通过无线通信模块传输到家庭用户手机上和用户住宅所在小区的消防监控中心。当用户接到火灾报警信息后，可以查看火灾现场图景，决定是否利用手机远程操纵门锁，以便打开门锁，便于现场救援人员及时进入用户住宅中实施火灾救援或家中人员及时逃生。当用户通过手机发出远程开门信号后，中心控制模块会通知门锁控制模块开启门锁，以便救援人员能顺利记入用户住宅中实施救援或者用户家中人员及时逃离火灾现场，为救援和逃生赢得宝贵时间。

本发明的火灾探测报警流程如图5所示。

(1)各功能模块初始化，检查元器件是否工作正常。

(2)检测所在场所中是否有可以连接的无线网络。如果有，则连接该无线网络；否则就关闭无线通信模块，等待下一个通信周期，再次进行无线网络的检测。

(3)开启烟雾探测模块，对所在场所进行烟雾和可燃气体检测；开启火焰探测模块，对所在场所进行火焰检测；开启温湿度探测模块，对所在场所进行温度和湿度检测。

(4)烟雾探测模块、火焰探测模块和温湿度探测模块将检测到的数据在中心控制模块的控制转发下，传输给数据融合模块；在数据融合模块采用智能算法开展基于多种数据融合的火灾识别。

(5)如果数据融合模块的识别结果是有火灾发生，则中心控制模块立即启现场报警模块发出现场声光报警；同时中心控制模块还立即开启现场拍摄模块进行火灾现场图景的拍摄，然后检测是否已经连上无线网络，如果已经连上无线网络，则立即将火灾报警信息和火灾现场图景发送出去。

(6)当用户手机收到报警信息之后，用户可以查看火灾现场图景，对火情做出更加精准的预判和估计，从而决定是否远程打开住宅的门锁。如果用户决定远程开门，则用户手机远程向中心控制模块发出开门信号，中心控制模块就向门锁控制模块发出指令，打开门锁。

实施例四

本发明在考虑多传感器检测、智能融合判断、远程通信、立体报警和远程联通施救的基础上，设计硬件组成(如图6所示)，包括：MQ-2烟雾传感器、火焰传感器、DHT11温湿度传感器、Raspberry Pi3B、蜂鸣报警器、双色发光二极管、CIS摄像头、继电器、电磁锁和自带Micro USB接口的锂电池。各硬件的具体功能和火灾探测报警方案如下：

(1)烟雾探测模块选用MQ-2烟雾传感器，能够对烟雾以及液化气、苯、烷、酒精、氢气等可燃气体进行检测，检测灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长。

(2)火焰探测模块选用火焰传感器，利用红外线对火焰非常敏感的特点，采用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输出。

(3)温湿度探测模块选用DHT11温湿度传感器，它包含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，能对空气中的相对湿度和温度进行测量；而且该传感器都已在一个极为精确的湿度校验室中进行校准，其精度湿度为+-5％RH，精度温度为+-2℃，量程湿度为20-90％RH，量程温度为0～50℃。

(4)中心控制模块、数据融合模块和无线通信模块的组合选用Raspberry Pi 3B。MQ-2烟雾传感器、火焰传感器和DHT11温湿度传感器连接在Raspberry Pi 3B的GPIO引脚上，检测到的数据直接传输给Raspberry Pi 3B；在Raspberry Pi 3B采用Python编程实现基于数据融合的火灾识别过程，实现精准的火灾探测；Raspberry Pi 3B具有802.11n无线通信功能，只要有Wi-Fi信号，就能实现远程通信。

(5)现场报警模块选用蜂鸣报警器和双色发光二极管，连接在Raspberry Pi 3B的GPIO引脚上。当探测到有火灾发生时，Raspberry Pi 3B中的程序就会驱动蜂鸣报警器发出连续鸣响，同时驱动双色发光二极管发出红光，实现现场声光报警。

(6)现场拍摄模块选用CSI摄像头，连接在Raspberry Pi 3B的CSI摄像头接口上。当探测到有火灾发生时，Raspberry Pi 3B中的程序就会驱动CSI摄像头开始工作，并把拍摄现场图景传给Raspberry Pi3B。Raspberry Pi 3B本身具有Wi-Fi网络连接功能，当家庭场所中有Wi-Fi信号时，Raspberry Pi 3B中的程序就会主动和云服务器连接，通过云服务器的转发功能，将火灾现场图景和火灾报警信息传输到用户手机APP和小区消防监控中心的服务器上。

(7)门锁控制模块选用继电器和电磁锁。电磁锁连接继电器，继电器连接在Raspberry Pi 3B的GPIO引脚上。当用户通过手机APP远程发起开锁命令时，云服务将开锁命令转发给Raspberry Pi 3B，Raspberry Pi 3B通过程序控制GPIO输出高电平和低电平来控制继电器的开关，进而控制门锁的开关。

(8)电源模块选用自带Micro USB接口的锂电池，它通过Raspberry Pi 3B的MicroUSB接口给Raspberry Pi 3B持续供电。当供电电压或电流不足时，Raspberry Pi 3B会自动检测出来，然后通过程序控制蜂鸣器发出间断性鸣响，同时让双色二极管发绿光，从而实现低电量报警。

本实施例中选用的硬件设备可以通过具有相同功能的其他硬件代替，本实施例中仅列举了一种组成方式，不能说明本实施例中只能选用上述硬件设备组成智能家居火灾探测器，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

为了更好地理解本发明，以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。本说明书中每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (10)

1.一种智能家居火灾探测器，包括探测模块、中心控制模块和现场报警模块，其特征在于，还包括以下模块：

数据融合模块与所述中心控制模块相连，将来自所述探测模块传输到所述中心控制模块的检测数据进行融合，得出是否发生火灾的精准判断；

门锁控制模块与所述中心控制模块相连，接收并执行用户手机发送过来的开门指令；

所述探测模块与所述中心控制模块相连，用于现场检测，并将检测结果传输给所述中心控制模块。

2.如权利要求1所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，所述探测模块包括烟雾探测子模块、火焰探测子模块和温湿度探测子模块中至少一种，所述烟雾探测子模块使用烟雾传感器对现场的可燃气体以及烟雾进行检测；所述火焰探测子模块使用火焰传感器对现场的火焰进行红外线检测；所述温湿度探测子模块使用温湿度传感器对现场空气中的温度和湿度进行检测。

3.如权利要求2所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，在所述数据融合模块中预设三个独立的支持向量机模型SVM₁、SVM₂和SVM₃。

4.如权利要求3所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，当收到所述烟雾探测子模块传输过来的可燃气体检测数据和烟雾检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的SVM₁进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₁₀和p₁₁是调用SVM₁进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₁₀+p₁₁＝1。

5.如权利要求4所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，当收到所述火焰探测子模块传输过来的火焰检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的SVM₂进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₂₀和p₂₁是调用SVM₂进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₂₀+p₂₁＝1。

6.如权利要求5所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，当收到所述温湿度检测子模块传输过来的温度检测数据和湿度检测数据后，所述数据融合模块会调用预置的sVM₃进行火灾识别，并输出识别结果

其中p₃₀和p₃₁是调用SVM₃进行火灾识别后得出的识别结果，分别表示火灾没有发生的概率和火灾发生的概率，而且p₃₀+p₃₀＝1。

7.如权利要求6所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，将所述识别结果

和

传输给决策层融合模块，所述决策层融合模块对“未发生火灾s₀”和“发生火灾s₁”两种情况进行投票，得到最终的识别结果。

8.如权利要求7所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，所述探测器该包括现场拍摄模块、无线通信模块和电源模块。

9.如权利要求8所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，所述现场报警模块用于当最终识别结果是“有火灾发生”时，发出现场火灾报警和当所述电源模块电力不足时发出低电量报警，所述现场火灾报警采用红色发光二极管和蜂鸣器连续鸣响，所述低电量报警采用绿色发光二极管发光和蜂鸣器间断性鸣响。

10.如权利要求8所述的智能家居火灾探测器，其特征在于，当所述数据融合模块得出的最终识别结果是现场有火灾发生时，所述中心控制模块就会给所述现场拍摄模块发出拍摄指令，让所述现场拍摄模块立即对现场进行拍照，然后将照片传输给所述中心控制模块。

Images