CN111817446B - 物联网消防装置的无线充电系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了物联网消防装置的无线充电系统及其运行方法；物联网消防装置的无线充电系统；物联网消防装置均包括无线物联网模块、状态监测模块和检测执行模块，并采用内置可充电电池供电，且通过电池状态监测模块监测电量；当任一内置可充电电池电量不足时，无线充电系统采用无线充电方式对内置可充电电池进行充电；无线充电系统包括管理平台、若干移动操作端和若干无线充电单元；在运行时，管理平台对物联网消防装置进行巡检后，生成充电计划表，并规划充电路径；完成后，生成充电操作报表。本发明的应用既提高充电效率，又提高物联网消防装置使用寿命。

Description

物联网消防装置的无线充电系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别涉及物联网消防装置的无线充电系统及其运行方法。

背景技术

基于NB-IoT、LoRa等无线物联网标准的物联网消防装置已在智慧楼宇、智慧园区及智能家居等领域广泛使用，实现了独立安装及无线联网，克服了传统独立消防装置有线联网布线麻烦的缺点，提高了消防施工效率和智慧化水平。

物联网消防装置主要包括物联网火灾探测器、物联网火灾报警器及物联网灭火设施等。物联网火灾探测器主要包括感烟探测器、感温探测器及可燃气体探测器等。物联网火灾报警器主要包括声光报警器、手动报警按钮等。物联网灭火设施主要包括消火栓、干粉灭火器及水喷淋等。

目前物联网消防装置一般采用电池供电，并且电池需要定期更换。物联网消防装置在实际使用中一般具有数量庞大、安装位置分散、同时具有一定的安装高度等特点，更换电池时需要移动人字梯等登高工具，大量的登高作业具有一定的危险性，同时工作量也非常庞大。此外，更换电池时设备的拆卸也会对物联网消防装置的使用寿命造成影响。

因此，如何高效的对分散各处的物联网消防装置进行充电，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供物联网消防装置的无线充电系统及其运行方法，实现的目的是避免登高拆卸物联网消防装置，既提高充电效率，又提高物联网消防装置使用寿命。

为实现上述目的，本发明公开了物联网消防装置的无线充电系统；所述物联网消防装置均包括无线物联网模块、状态监测模块和检测执行模块，并采用内置可充电电池供电；每一所述内置可充电电池均通过电池状态监测模块监测电量；其特征在于：当任一所述内置可充电电池电量不足时，所述无线充电系统采用无线充电方式对所述内置可充电电池进行充电；

所述无线充电系统包括管理平台、若干移动操作端和若干无线充电单元；每一所述无线充电单元均包括感应充电器、移动电源和充电伸缩臂；

每一所述感应充电器内均设有内置无线充电模块和充电器无线物联网模块；所述内置无线充电模块用于对任一所述内置可充电电池充电；所述充电器无线物联网模块用于感应充电器无线连接网络；

每一所述移动电源均通过充电线缆为相应的所述无线充电单元的感应充电器供电；每一所述移动电源均设有电源无线物联网模块，并通过所述电源无线物联网模块无线连接网络，向所述管理平台及相应的所述移动操作端反馈电量信息、电量报警信息、充电信息和故障信息；

所述充电伸缩臂包括感应充电器固定夹具、手持式移动电源固定夹具、充电线缆固夹具及伸缩臂；

每一所述感应充电器均设置于相应的所述充电伸缩臂的上端，并通过所述充电线缆与相应的所述移动电源连接。

优选的，所述物联网消防装置均采用内置可充电电池供电并配置电池状态监测模块监测电量。

优选的，所述物联网消防装置的设备信息包括设备编号、剩余电量和/或故障状态。

优选的，所述感应充电器底部集成若干个提示灯，每一所述提示灯均采用颜色和/或闪烁方式提示相应的所述物联网消防装置是否故障、是否正在充电和/或充电是否已满的信息。

优选的，每一所述移动电源的底部均设有滚轮。

优选的，所述充电伸缩臂和所述移动电源均设置于智能小车上，所述充电伸缩臂为智能伸缩臂，并配置智能伸缩臂控制模块。

优选的，所述管理平台包括监控计算机、数据服务器；所述管理平台单独设置或者以功能模块方式集成到火灾自动报警系统；所述管理平台的架构包含传输层、平台层及应用层；

所述传输层为无线物联网，对每一所述物联网消防装置、每一所述无线充电单元和每一所述移动操作端的连接；

所述平台层包含数据收集模块、数据分析模块和定位信息模块；所述数据收集模块包括对每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息的收集；

所述数据分析模块是针对收集到的每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息进行分析处理；

所述定位信息模块是每一所述物联网消防装置所在位置的定位信息；

所述应用层包括电量管理、设备定位、充电计划表、充电路径规划、设备报修单和充电操作报告；

所述电量管理为定期通过无线物联网轮询到每一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间；

任一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间低于设定剩余可使用时间的设备纳入充电计划表；所述充电计划表包含每一所述物联网消防装置的设备编号、位置定位信息；

所述充电路径规划针对所有待充电的所述物联网消防装置，规划充电行进路线，并自动生成设备报修单，并在充电操作完成后，生成充电操作报告；

每一所述移动操作端均与所述管理平台实现联动，接收管理平台下发的所述充电计划表和充电行进路线；

所述移动操作端为平板电脑或者智能手机；

工作人员通过所述移动操作端查看所述管理平台的充电计划表及充电行进路线；

每一所述移动操作端均能够与任一所述物联网消防装置直接通讯，查看所述物联网消防装置的备编号、剩余电量和故障状态信息；

在任一所述物联网消防装置充满电或充电失败时，相应的所述移动操作端将对所述物联网消防装置进行标记并上传至所述管理平台，待所有所述物联网消防装置充电操作完成后，接收所述管理平台生成的充电操作报告。

本发明还提供物联网消防装置的无线充电系统的运行方法，步骤如下：

步骤1、对每一所述物联网消防装置的电量及故障状态进行巡检；

步骤2、生成充电计划表，并规划充电路径；

步骤3、根据所述充电计划表完成每一所述物联网消防装置的充电操作；

步骤4、生成充电操作报表，将发生故障的所述物联网消防装置列入故障列表，并生成保修计划表。

优选的，每一所述无线充电单元均采用人工操作方式对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤A1、操作者将所述无线充电单元与需要充电的所述物联网消防装置进行连线，直至所述移动操作端显示充电握手成功；

步骤A2、操作者通过所述移动操作端读取需要充电的所述物联网消防装置的当前电量和故障信息；

若所述物联网消防装置发生故障，则将故障信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

若当前电量充足，则将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

步骤A3、对需要充电的所述物联网消防装置充电；

步骤A4、充满电后，将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程。

优选的，采用智能小车搭载所述无线充电单元对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤B1、对所有所述物联网消防装置的电量进行排查；

步骤B2、根据排查结果，生成待充电设备列表，规划充电路径；

步骤B3、检查是否已经完成所有所述物联网消防装置的充电；若完成，根据待充电设备列表生成充电报表，并结束流程；

步骤B4、规划所述智能小车去往下一个需要充电的所述物联网消防装置的路径；

步骤B5、驱动所述智能小车到达下一个需要充电的所述物联网消防装置下方；

步骤B6、通过智能伸缩臂控制模块驱动智能伸缩臂伸出对物联网消防装置执行充电；

步骤B7、所述物联网消防装置是否充电故障；若是，上报故障信息并直接跳转至步骤B3；若否，则对需要充电的所述物联网消防装置充电后，跳转至步骤B3；

步骤B8、重复执行步骤B3至B7，直到完成所有所述物联网消防装置的充电。

本发明的有益效果：

本发明的应用能够高效的实现物联网消防装置的充电，同时还能避免登高拆卸物联网消防装置，既提高充电效率，又提高物联网消防装置使用寿命。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例中物联网消防装置无线充电系统架构。

图2示出本发明一实施例中物联网消防装置系统构成。

图3示出本发明一实施例中手持无线充电单元的结构示意图。

图4示出本发明一实施例中无线充电单元的移动电源带有滚轮的结构示意图。

图5示出本发明一实施例中无线充电单元设置于智能小车的结构示意图。

图6示出本发明一实施例中管理平台架构结构示意图。

图7示出本发明一实施例中管理平台运行流程图。

图8示出本发明一实施例中采用人工操作方式充电时无线充电单元的使用流程。

图9示出本发明一实施例中采用智能小车方式充电时无线充电单元的使用流程。

具体实施方式

实施例

如图1至图5所示，物联网消防装置的无线充电系统；所述物联网消防装置均包括无线物联网模块、状态监测模块和检测执行模块，并采用内置可充电电池供电；每一所述内置可充电电池均通过电池状态监测模块监测电量；当任一所述内置可充电电池电量不足时，所述无线充电系统采用无线充电方式对所述内置可充电电池进行充电；

所述无线充电系统包括管理平台、若干移动操作端和若干无线充电单元；每一所述无线充电单元均包括感应充电器、移动电源和充电伸缩臂；

每一所述感应充电器内均设有内置无线充电模块和充电器无线物联网模块；所述内置无线充电模块用于对任一所述内置可充电电池充电；所述充电器无线物联网模块用于感应充电器无线连接网络；

每一所述移动电源均通过充电线缆为相应的所述无线充电单元的感应充电器供电；每一所述移动电源均设有电源无线物联网模块，并通过所述电源无线物联网模块无线连接网络，向所述管理平台及相应的所述移动操作端反馈电量信息、电量报警信息、充电信息和故障信息；

如图3、图4及图5所示，所述充电伸缩臂包括感应充电器固定夹具、手持式移动电源固定夹具、充电线缆固夹具及伸缩臂；

每一所述感应充电器均设置于相应的所述充电伸缩臂的上端，并通过所述充电线缆与相应的所述移动电源连接。

本发明通过每一所述无线充电单元均包括感应充电器、移动电源和充电伸缩臂实现对物联网消防装置内置可充电电池进行充电。

电池状态监测模块可以实现对内置电池的电量、电量报警及充电状态等信息进行监测。根据物联网消防装置自身的耗电量，将电池的剩余电量换算成剩余可工作时间上传至管理平台。如电池损坏或电量低以及无线充电模块发生故障时，电池状态监测模块也会向充电管理平台发出报警。

采用可充电电池及无线充电单元后物联网消防装置将可避免对物联网消防装置的频繁拆卸。

在某些实施例中，所述物联网消防装置均采用内置可充电电池供电并配置电池状态监测模块监测电量。

在某些实施例中，所述物联网消防装置的设备信息包括设备编号、剩余电量和/或故障状态。

在某些实施例中，所述感应充电器底部集成若干个提示灯，每一所述提示灯均采用颜色和/或闪烁方式提示相应的所述物联网消防装置是否故障、是否正在充电和/或充电是否已满的信息。

如图4所示，在某些实施例中，每一所述移动电源的底部均设有滚轮。

如图5所示，在某些实施例中，所述充电伸缩臂和所述移动电源均设置于智能小车上，所述充电伸缩臂为智能伸缩臂，并配置智能伸缩臂控制模块。

在实际应用中，通过调整充电伸缩臂的长度来控制感应充电器与物联网消防装置的距离，保障无线充电适宜距离。

充电伸缩臂分为手动充电伸缩臂和智能充电伸缩臂。手动充电伸缩臂适用于建构筑规模较小及物联网消防装置数量不多或智能化管理要求较低的场合，主要包括感应充电器固定夹具、手持式移动电源固定夹具、充电线缆固定夹具及机械式伸缩臂。智能充电伸缩臂适用于建构筑规模较大及物联网消防装置数量较多或智能化管理要求较高的场合。

如图6所示，在某些实施例中，所述管理平台包括监控计算机、数据服务器；所述管理平台单独设置或者以功能模块方式集成到火灾自动报警系统；所述管理平台的架构包含传输层、平台层及应用层；

所述传输层为无线物联网，对每一所述物联网消防装置、每一所述无线充电单元和每一所述移动操作端的连接；

所述平台层包含数据收集模块、数据分析模块和定位信息模块；所述数据收集模块包括对每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息的收集；

所述数据分析模块是针对收集到的每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息进行分析处理；

所述定位信息模块是每一所述物联网消防装置所在位置的定位信息；

所述应用层包括电量管理、设备定位、充电计划表、充电路径规划、设备报修单和充电操作报告；

所述电量管理为定期通过无线物联网轮询到每一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间；

任一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间低于设定剩余可使用时间的设备纳入充电计划表；所述充电计划表包含每一所述物联网消防装置的设备编号、位置定位信息；

所述充电路径规划针对所有待充电的所述物联网消防装置，规划充电行进路线，并自动生成设备报修单，并在充电操作完成后，生成充电操作报告；

每一所述移动操作端均与所述管理平台实现联动，接收管理平台下发的所述充电计划表和充电行进路线；

所述移动操作端为平板电脑或者智能手机；

工作人员通过所述移动操作端查看所述管理平台的充电计划表及充电行进路线；

每一所述移动操作端均能够与任一所述物联网消防装置直接通讯，查看所述物联网消防装置的备编号、剩余电量和故障状态信息；

在任一所述物联网消防装置充满电或充电失败时，相应的所述移动操作端将对所述物联网消防装置进行标记并上传至所述管理平台，待所有所述物联网消防装置充电操作完成后，接收所述管理平台生成的充电操作报告。

如图7所示，本发明还提供物联网消防装置的无线充电系统的运行方法，步骤如下：

步骤1、对每一所述物联网消防装置的电量及故障状态进行巡检；

在实际应用中，上述步骤是通过物联网通讯方式读取各物联网消防装置的剩余电量及故障信息，将需要充电的物联网消防装置编号以及发生故障需要更换或维修的物联网消防装置编号筛选出来。

步骤2、生成充电计划表，并规划充电路径；

在实际应用中，上述步骤是根据建构筑内需要充电操作的物联网消防装置的位置以及人行通道，规划出一条最优的充电操作路径。通过本充电计划表，可以指导操作人员或者遥控智能小车逐一对各物联网消防装置进行充电。

步骤3、根据所述充电计划表完成每一所述物联网消防装置的充电操作；

在实际应用中，上述步骤主要由操作人员或者智能小车进行，当物联网消防装置电量充满或者装置故障无法进行充电时，系统根据反馈信息，对各物联网消防装置进行标记并归类。

步骤4、生成充电操作报表，将发生故障的所述物联网消防装置列入故障列表，并生成保修计划表。

在实际应用中，上述步骤在所有物联网消防装置充电操作完成后，系统根据之前的标记信息生成充电操作报表，由主管人员确认。此外在充电过程中发现的故障设备也会列入报修计划表中，方便对相关物联网消防装置进行维修。

如图8所示，在某些实施例中，每一所述无线充电单元均采用人工操作方式对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤A1、操作者将所述无线充电单元与需要充电的所述物联网消防装置进行连线；

步骤A2、操作者通过所述操作终端读取需要充电的所述物联网消防装置的当前电量和故障信息；

若所述物联网消防装置发生故障，则将故障信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

若当前电量充足，则将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

步骤A3、对需要充电的所述物联网消防装置充电；

步骤A4、充满电后，将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程。

如图9所示，在某些实施例中，采用智能小车搭载所述无线充电单元对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤B1、对所有所述物联网消防装置的电量进行排查；

步骤B2、根据排查结果，生成待充电设备列表，规划充电路径；

步骤B3、检查是否已经完成所有所述物联网消防装置的充电；若完成，根据待充电设备列表生成充电报表，并结束流程；

步骤B4、规划所述智能小车去往下一个需要充电的所述物联网消防装置的路径；

步骤B5、驱动所述智能小车到达下一个需要充电的所述物联网消防装置下方；

步骤B6、通过智能伸缩臂控制模块驱动智能伸缩臂伸出，对物联网消防装置执行充电；步骤B7、所述物联网消防装置是否充电故障；若是，上报故障信息并直接跳转至步骤B3；若否，则对需要充电的所述物联网消防装置充电后，跳转至步骤B3；

步骤B8、重复执行步骤B3至B7，直到完成所有所述物联网消防装置的充电。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.物联网消防装置的无线充电系统；所述物联网消防装置均包括无线物联网模块、状态监测模块和检测执行模块，并采用内置可充电电池供电；每一所述内置可充电电池均通过电池状态监测模块监测电量；其特征在于：当任一所述内置可充电电池电量不足时，所述无线充电系统采用无线充电方式对所述内置可充电电池进行充电；

所述无线充电系统包括管理平台、若干移动操作端和若干无线充电单元；每一所述无线充电单元均包括感应充电器、移动电源和充电伸缩臂；

每一所述感应充电器内均设有内置无线充电模块和充电器无线物联网模块；所述内置无线充电模块用于对任一所述内置可充电电池充电；所述充电器无线物联网模块用于感应充电器无线连接网络；

每一所述移动电源均通过充电线缆为相应的所述无线充电单元的感应充电器供电；每一所述移动电源均设有电源无线物联网模块，并通过所述电源无线物联网模块无线连接网络，向所述管理平台及相应的所述移动操作端反馈电量信息、电量报警信息、充电信息和故障信息；

所述充电伸缩臂包括感应充电器固定夹具、手持式移动电源固定夹具、充电线缆固夹具及伸缩臂；

每一所述感应充电器均设置于相应的所述充电伸缩臂的上端，并通过所述充电线缆与相应的所述移动电源连接；

所述管理平台包括监控计算机、数据服务器；所述管理平台单独设置或者以功能模块方式集成到火灾自动报警系统；所述管理平台的架构包含传输层、平台层及应用层；

所述传输层为无线物联网，对每一所述物联网消防装置、每一所述无线充电单元和每一所述移动操作端的连接；

所述平台层包含数据收集模块、数据分析模块和定位信息模块；所述数据收集模块包括对每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息数据的收集；

所述数据分析模块是针对收集到的每一所述物联网消防装置的工作状态数据、剩余电量数据和故障信息数据进行分析处理；

所述定位信息模块是每一所述物联网消防装置所在位置的定位信息；

所述应用层包括电量管理、设备定位、充电计划表、充电路径规划、设备报修单和充电操作报告；

所述电量管理为定期通过无线物联网轮询到每一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间；

任一所述物联网消防装置电量的剩余可使用时间低于设定剩余可使用时间的设备纳入充电计划表；所述充电计划表包含每一所述物联网消防装置的设备编号、位置定位信息；

所述充电路径规划针对所有待充电的所述物联网消防装置，规划充电行进路线，并自动生成设备报修单，并在充电操作完成后，生成充电操作报告；

每一所述移动操作端均与所述管理平台实现联动，接收管理平台下发的所述充电计划表和充电行进路线；

所述移动操作端为平板电脑或者智能手机；

工作人员通过所述移动操作端查看所述管理平台的充电计划表及充电行进路线；

每一所述移动操作端均能够与任一所述物联网消防装置直接通讯，查看所述物联网消防装置的设备编号、剩余电量和故障状态信息；

在任一所述物联网消防装置充满电或充电失败时，相应的所述移动操作端将对所述物联网消防装置进行标记并上传至所述管理平台，待所有所述物联网消防装置充电操作完成后，接收所述管理平台生成的充电操作报告。

2.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统，其特征在于，所述物联网消防装置均采用内置可充电电池供电并配置电池状态监测模块监测电量。

3.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统，其特征在于，所述物联网消防装置的设备信息包括设备编号、剩余电量和/或故障状态。

4.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统，其特征在于，所述感应充电器底部集成若干个提示灯，每一所述提示灯均采用颜色和/或闪烁方式提示相应的所述物联网消防装置是否故障、是否正在充电和/或充电是否已满的信息。

5.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统，其特征在于，每一所述移动电源的底部均设有滚轮。

6.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统，其特征在于，所述充电伸缩臂和所述移动电源均设置于智能小车上，所述充电伸缩臂为智能伸缩臂，并配置智能伸缩臂控制模块。

7.根据权利要求1所述的物联网消防装置的无线充电系统的运行方法，步骤如下：

步骤1、对每一所述物联网消防装置的电量及故障状态进行巡检；

步骤2、生成充电计划表，并规划充电路径；

步骤3、根据所述充电计划表完成每一所述物联网消防装置的充电操作；

步骤4、生成充电操作报表，将发生故障的所述物联网消防装置列入故障列表，并生成保修计划表。

8.根据权利要求7所述的物联网消防装置的无线充电系统的运行方法，其特征在于，每一所述无线充电单元均采用人工操作方式对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤A1、操作者将所述无线充电单元与需要充电的所述物联网消防装置进行连线，直至所述移动操作端显示充电握手成功；

步骤A2、操作者通过所述移动操作端读取需要充电的所述物联网消防装置的当前电量和故障信息；

若所述物联网消防装置发生故障，则将故障信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

若当前电量充足，则将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程；

步骤A3、对需要充电的所述物联网消防装置充电；

步骤A4、充满电后，将电量信息上传至所述管理平台，在所述管理平台备案后，结束流程。

9.根据权利要求7所述的物联网消防装置的无线充电系统的运行方法，其特征在于，每一所述无线充电单元均采用智能小车搭载所述无线充电单元对所有所述物联网消防装置进行充电，步骤如下：

步骤B1、对所有所述物联网消防装置的电量进行排查；

步骤B2、根据排查结果，生成待充电设备列表，规划充电路径；

步骤B3、检查是否已经完成所有所述物联网消防装置的充电；若完成，根据待充电设备列表生成充电报表，并结束流程；

步骤B4、规划所述智能小车去往下一个需要充电的所述物联网消防装置的路径；

步骤B5、驱动所述智能小车到达下一个需要充电的所述物联网消防装置下方；

步骤B6、通过智能伸缩臂控制模块驱动智能伸缩臂伸出对物联网消防装置执行充电；

步骤B7、所述物联网消防装置是否充电故障；若是，上报故障信息并直接跳转至步骤B3；若否，则对需要充电的所述物联网消防装置充电后，跳转至步骤B3；

步骤B8、重复执行步骤B3至B7，直到完成所有所述物联网消防装置的充电。