CN111870839A - 一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统。包括支架组件；支架组件包括采用防拆螺栓安装在车辆上的、带有抱箍的支架，在支架上由上至下依次设有上部安装板、上部支撑板、中部安装板、中部支撑板、下部安装板和下部支撑板，在上部安装板的前部设有带有凹口的顶部托板，在下部支撑板的前部设有底部托板，在中部支撑板的背部安装有中部接近开关，在下部支撑板的背部安装有下部接近开关，在下部安装板的中部安装有温度传感器，在底部托板的中部安装有底部触点开关，还包括内部安装有微型摄像头的外套；在支架上还安装有支架控制器；还包括车载控制器、云服务器和多个手持终端。本发明结构简单、使用便捷，实现了对灭火器的智能实时管理。

Description

一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统

技术领域

本发明属于车辆设施技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统。

背景技术

在各种车辆尤其是公共车辆如公交车、校车、旅游大巴车、铁路客车上通常需要配备车载灭火器，车载灭火器用于在车辆出现燃烧等情况时进行灭火使用。车载灭火器主要用于汽车消防使用，多为手提式灭火器。目前市场上主要的几种车载灭火器为：干粉灭火器、超细干粉灭火器、二氧化碳灭火器和水基灭火器。应用在车辆上的车载灭火器通常选取为干粉灭火器和超细干粉灭火器。

由于车载灭火器作为处理紧急情况的重要车载设施，因此需要严格保证车载灭火器处于有效状态，通过定期点检、重点监视等方式及时发现灭火器的失效情况并及时进行更换或者维护，保证在紧急情况出现的情况下车载灭火器能够随时投入使用并产生预期的灭火功能。

对于车载灭火器而言，重要的指标是内部压力，灭火器瓶身内的合适压力能够令灭火材料如干粉、超细干粉等在使用状态下喷出，产生灭火的功能。然而，由于日常的灭火器并不能100％的保证压力不泄露，因此灭火器在存放一定时间之后瓶中的压力就会越来越小，直至为变为零压力，而压力减小则意味着我们在使用灭火器的时候就不能把里面的灭火剂喷出来，因而灭火器就处于失效的状态。

如前所述，通过定期点检、重点监视等方式能够及时发现上述灭火器失效的情况，并及时进行处理。在现有的灭火器上也设置了带有明显指示的压力表，通过压力指针的指向区域来判断灭火器内压力是否正常。一般情况下，在压力表的表盘上设置了红色、黄色、绿色三个区域代表三个不同的压力状态，其中红色代表压力低于设定值、绿色代表压力符合设定值、黄色代表压力高于设定值，当指针指向不同的区域时，对灭火器的压力情况进行了指示。另一方面，灭火器自身的温度情况也是影响灭火器效能的重要指标，当灭火器的温度达到一定值时，将对灭火器内部的灭火材料产生不可逆的影响，也可能导致灭火器的失效。

因此，对灭火器进行管理的活动是保障灭火器处于有效状态的必要活动。现有的灭火器管理活动主要是依靠人工进行定期点检，由于人员的责任心等问题，此种管理方式存在着错检、漏检、效率低、管理措施跟不上现代企业管理要求等诸多问题。通常导致灭火器的失效问题不被及时发现，到需要使用灭火器的时候出现问题，导致生命财产受到较大损失。

因此，需要对车载灭火器的管理方式进行变革，将传统的人工点检管理的方式转变为采用管理系统自动点检监控的管理方式，以解决前述问题，现有技术中并不存在这种灭火器管理系统。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、使用便捷、实现对灭火器的智能实时管理监控的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，提升车载灭火器管理的自动化、信息化、网络化水平，及时发现灭火器的失效状况并进行处理，保证生命财产安全。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统包括用于挂载灭火器的支架组件；支架组件包括采用防拆螺栓安装在车辆上的、带有抱箍的支架，在支架上由上至下依次设有上部安装板、上部支撑板、中部安装板、中部支撑板、下部安装板和下部支撑板，在上部安装板的前部设有带有凹口的顶部托板，在下部支撑板的前部设有底部托板，在中部支撑板的背部安装有中部接近开关，在下部支撑板的背部安装有下部接近开关，在下部安装板的中部安装有温度传感器，在底部托板的中部安装有底部触点开关，还包括内部安装有微型摄像头的外套；在支架上还安装有支架控制器，中部接近开关、下部接近开关、温度传感器、底部触点开关和微型摄像头各自通过导联线与支架控制器电连接；还包括车载控制器、云服务器和多个手持终端，支架控制器与车载控制器两者蓝牙连接，车载控制器与云服务器之间、云服务器与各手持终端之间无线通信连接。

本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种结构设计简单合理的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，与现有的人工点检管理的方式相比，本发明中提供了一种机电一体化的管理系统，取代了现有的人工操作方式，令车载灭火器的管理变得自动化、信息化、网络化。由于系统具备自行监控点检的功能，因此与人工点检管理的方式相比，不会漏检和错检，提升了点检管理的效率。通过及时发现灭火器的失效状态实现对灭火器的状态跟踪，及时排查问题并进行整改，令车载灭火器一直处于稳定的有效状态，避免在紧急状态下使用时出现问题，保障人身财产安全。本管理系统通过设置对灭火器进行挂载固定的硬件支架组件，实现了对灭火器的安全稳定挂载安装；通过在支架组件上安装接近开关和触点开关，实现了对灭火器是否在支架上正确装载进行了检测；通过在支架组件上安装温度传感器并设置微型摄像头，实现了对灭火器温度的检测以及对灭火器自身压力表的抄表。

通过设置车载控制器，实现了对车辆内多组系统的管理；通过设置车载控制器与云服务器无线通信连接，实现了检测信息数据的接收、储存、分析和管理；通过设置多个与云服务器无线通信连接的手持终端，实现了车载灭火器点检结论的分发，令持有手持终端的管理人员及时获取灭火器的状态信息并进行问题的及时处理。

优选地：支架控制器包括控制器模块及与其电连接的电源模块、存储模块和蓝牙模块，中部接近开关、下部接近开关、温度传感器、底部触点开关和微型摄像头与控制器模块电连接。

优选地：车载控制器包括控制器模块及与其电连接的蓝牙模块、存储模块、电源模块和无线通信模块。

优选地：支架控制器和车载控制器两者的电源模块均连接至车辆的车载电源。

优选地：支架、顶部托板和底部托板三者采用同一金属板压接成型得到，在支架的上部安装板、中部安装板和下部安装板上均设有安装孔，各防拆螺栓分别位于各安装孔内。

优选地：中部支撑板上的中部接近开关为左右两个，在中部支撑板上设有中部测量窗，中部接近开关的测量端头位于中部测量窗内；下部支撑板上的下部接近开关为左右两个，在下部支撑板上设有下部测量窗，下部接近开关的测量端头位于下部测量窗内；在底部托板的中部设有底部透窗，底部触点开关安装在底部托板的下方，其测量端头位于底部透窗内。

优选地：支架控制器包括一个封装壳体，该封装壳体位于顶部托板与上部安装板之间，其内侧的边缘轮廓与灭火器的瓶颈部分的轮廓相适。

优选地：中部接近开关、下部接近开关、温度传感器和底部触点开关的导联线汇集成为线束，该线束布置在支架的背部；微型摄像头的导联线自成一条线束。

优选地：支架控制器还包括蜂鸣器，蜂鸣器与支架控制器的控制器模块电连接。

优选地：抱箍包括位于上部支撑板的外侧且与上部支撑板铆接连接的钢带，钢带的正面开口并设有卡扣。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中支架部分的结构示意图；

图3是灭火器向支架部分进行装载后的结构示意图；

图4是本发明的系统部分的电路框图。

图中：

1、外套；2、微型摄像头；3、导联线；4、顶部托板；4-1、凹口；5、支架控制器；6、抱箍；7、中部接近开关；8、支架；8-1、上部安装板；8-2、上部支撑板；8-3、中部安装板；8-4、中部支撑板；8-5、下部安装板；8-6、下部支撑板；9、温度传感器；10、防拆螺栓；11、下部接近开关；12、底部托板；13、底部触点开关；14、车载控制器；15、云服务器；16、手持终端；17、灭火器；17-1、瓶身；17-2、瓶颈；17-3、压力表；18、车辆。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1和图3，本发明的基于物联网的智能车载灭火器管理系统包括用于挂载灭火器17的支架组件，支架组件安装固定在车辆18上，灭火器17挂载安装并锁定在支架组件上。在非使用状态下，灭火器17稳定放置在支架组件上接受本发明中管理系统的点检管理，在需要使用灭火器17时，解除支架组件对灭火器17的锁定并将灭火器17取下来正常使用。

在结构上，灭火器17包括瓶身17-1，在瓶身17-1的顶部设有瓶颈17-2，在瓶颈17-2的顶部设有手柄和喷枪，在手柄的侧部安装有压力表17-3，此种结构为车载灭火器的典型样式。

请参见图2，可以看出：

支架组件包括采用防拆螺栓10安装在车辆18上的、带有抱箍6的支架8，抱箍6用于对灭火器17进行锁定，支架8作为支架组件的主体，用于对灭火器17进行承托和固定，同时作为检测元件的安装支架使用。采用防拆螺栓10进行安装的目的是防止非相关的人员拆卸支架组件导致本管理系统的失效。

在支架8上由上至下依次设有上部安装板8-1、上部支撑板8-2、中部安装板8-3、中部支撑板8-4、下部安装板8-5和下部支撑板8-6，在上部安装板8-1的前部设有带有凹口4-1的顶部托板4，在下部支撑板8-6的前部设有底部托板12。当灭火器17装载到支架8上时，其瓶身17-1的中上部采用抱箍6锁定，其底部置于底部托板12上，其瓶颈17-2落入凹口4-1内，其压力表17-3朝向外侧以便于观察。

本实施例中，支架8、顶部托板4和底部托板12三者采用同一金属板压接成型得到，具体地，将同一块厚金属板置入液压机的成型模具内，采用一次压接成型的工艺加工制得支架8、顶部托板4和底部托板12的组合体。

在支架8的上部安装板8-1、中部安装板8-3和下部安装板8-5上均设有安装孔，各防拆螺栓10分别位于各安装孔内。

如图中所示，上部安装板8-1、中部安装板8-3和下部安装板8-5三者位于同一竖直平面内，在支架8向车辆18上进行安装固定时，上述平面抵靠在安装位置的平面上；上部支撑板8-2、中部支撑板8-4和下部支撑板8-6三者位于同一竖直平面内，在灭火器17完成装载时，灭火器17的瓶身17-1抵靠在上述平面上，因此保证了灭火器17装载的稳定性。如图中所示，上部安装板8-1、中部安装板8-3和下部安装板8-5近似为平板形形状，这样便于支架8向车辆18上的稳定安装，上部支撑板8-2、中部支撑板8-4和下部支撑板8-6三者为与瓶身17-1轮廓相适的弧形，这样有利于灭火器17的稳定装载，相邻的安装板与支撑板之间采用斜板过渡连接。

本实施例中，抱箍6包括位于上部支撑板8-2的外侧且与上部支撑板8-2铆接连接的钢带，钢带的正面开口并设有卡扣。对灭火器17进行装载以及卸载前，先解除卡扣，灭火器17完成装载后，锁合卡扣将灭火器17锁紧固定，避免从支架8上脱落。

在中部支撑板8-4的背部安装有中部接近开关7，在下部支撑板8-6的背部安装有下部接近开关11，在下部安装板8-5的中部安装有温度传感器9，在底部托板12的中部安装有底部触点开关13。其中，中部接近开关7用于检测感知瓶身17-1的中部，下部接近开关11用于检测感知瓶身17-1的下部，底部触点开关13用于检测感知瓶身17-1的底部，温度传感器9用于检测感知瓶身17-1的温度。

本实施例中，中部支撑板8-4上的中部接近开关7为左右两个，在中部支撑板8-4上设有中部测量窗，中部接近开关7的测量端头位于中部测量窗内；下部支撑板8-6上的下部接近开关11为左右两个，在下部支撑板8-6上设有下部测量窗，下部接近开关11的测量端头位于下部测量窗内；在底部托板12的中部设有底部透窗，底部触点开关13安装在底部托板12的下方，其测量端头位于底部透窗内。这样，当灭火器17在支架8上正确装载时，两个中部接近开关7和两个下部接近开关11均以电磁感应为原理检测到瓶身17-1的存在，底部触点开关13通过触点被触发检测到瓶身17-1的存在，两个中部接近开关7、两个下部接近开关11和底部触点开关13均产生检测信号时，说明灭火器17被正确装载。

温度传感器9直接安装固定到下部安装板8-5的正面中部，当灭火器17被正确装载时，温度传感器9的前端也就是侧两端与瓶身17-1的后部抵靠，感知测量瓶身17-1的温度，为了提升温度检测的准确度和可靠性，在灭火器17向支架8上进行装载的过程中，可以在温度传感器9的前端涂抹导热硅胶，在瓶身17-1就位后，导热硅胶位于瓶身17-1与温度传感器9之间。

还包括内部安装有微型摄像头2的外套1，微型摄像头2用于获取压力表17-3的显示情况，外套1为具有一定伸缩弹力的橡胶套。具体原理为：在灭火器17完成装载后，将外套1套设在压力表17-3上，此时微型摄像头2正对压力表17-3，摄像头2定时开启或者在指令下开启，对压力表17-3进行图像获取，通过对图像进行处理，获知压力指针位于表盘哪一区域的信息，进而得出压力是否满足要求的结论。

为了满足微型摄像头2的图像获取需要，可以令微型摄像头2带有照明灯光，在获取图像的时候短暂开启照明。

本发明的智能车载灭火器管理系统在灭火器的压力监测方面采用了图像获取和处理的方式，在不改变灭火器自身结构的基础上，通过对灭火器自带的压力表17-3的指示情况进行获取，达到监测灭火器内部压力的目的。

随着技术的进步，灭火器自身的结构和功能也可能发生变化，典型地，在内部压力的监测方面可以将传统的机械式压力表的监测方式转变为电子监测的方式。例如，在灭火器的瓶体内/瓶口位置设置微型的电子式压力计，通过电子式压力计检测瓶内的压力值，并通过有线或者无线的方式将信号传导至外部，可以在原压力表17-3的位置设置数显压力表，将电子式压力计检测的压力信号值在数显压力表上显示输出。

此种情况下，灭火器自身的电子式压力计能够与本发明中的管理系统更好地结合起来，由电子式压力计引出的导联线连接至本管理系统，将检测得到的数字化压力值输送给控制器，则控制器直接获取精确的压力值。也可以采用无线传输的方式进行数据的传输，类似车胎胎压报警装置的工作原理，为本发明中的管理系统配置无线收发单元，通过无线的方式获取内置电子式压力计获取的压力值。

在支架8上还安装有支架控制器5，中部接近开关7、下部接近开关11、温度传感器9、底部触点开关13和微型摄像头2各自通过导联线3与支架控制器5电连接。中部接近开关7、下部接近开关11和底部触点开关13通过导联线3向支架控制器5发送检测信号，温度传感器9通过导联线3向支架控制器5发送温度数据，微型摄像头2通过导联线3向支架控制器5发送抄表图像数据。

本实施例中，中部接近开关7、下部接近开关11、温度传感器9和底部触点开关13的导联线3汇集成为线束，该线束布置在支架8的背部；微型摄像头2的导联线自成一条线束，该线束应具有足够的长度，这样便于对微型摄像头2及其外套1进行牵拉以及与压力表17-3的连接。

本实施例中，请参见图3，支架控制器5包括一个封装壳体，该封装壳体位于顶部托板4与上部安装板8-1之间，其内侧的边缘轮廓与灭火器17的瓶颈17-2部分的轮廓相适。如图中所示，在灭火器17完成向支架8上的装载之后，支架控制器5的封装壳体抵靠在灭火器17的瓶颈17-2上，上述结构令支架控制器5得到了可靠的防护，有效避免了外力的磕碰。

请参见图4，可以看出：

支架控制器5包括控制器模块及与其电连接的电源模块、存储模块和蓝牙模块，中部接近开关7、下部接近开关11、温度传感器9、底部触点开关13和微型摄像头2与控制器模块电连接。其中，控制器模块基于PLC芯片搭建，用于数据的获取和处理，电源模块用于为支架控制器5提供合适的电源，存储模块用于储存数据，蓝牙模块用于提供蓝牙通信功能。

值得注意的是，当温度传感器9提供的是模拟信号量，则支架控制器5还应包括必要的模数转换模块，该模数转换模块与控制器模块连接，温度传感器9与模数转换模块连接。另一方面，支架控制器5还可以包括图像处理模块，用于对微型摄像头2获取的图像进行预处理。

还包括车载控制器14、云服务器15和多个手持终端16，支架控制器5与车载控制器14两者蓝牙连接，车载控制器14与云服务器15之间、云服务器15与各手持终端16之间无线通信连接。

本实施例中，车载控制器14包括控制器模块及与其电连接的蓝牙模块、存储模块、电源模块和无线通信模块。其中，控制器模块基于PLC芯片搭建，用于数据的获取和处理，电源模块用于为车载控制器14提供合适的电源，存储模块用于储存数据，蓝牙模块用于提供蓝牙通信功能，无线通信模块用于提供无线通信功能。

本实施例中，支架控制器5和车载控制器14两者的电源模块均连接至车辆18的车载电源。两个电源模块将车载电源进行调压和稳压，向支架控制器5和车载控制器14进行供电，保证支架控制器5和车载控制器14不间断地得到稳定供电，保证管理系统稳定可靠运行。

车载控制器14将获取的温度数据、反映压力的图像数据、灭火器17是否正确装载的数据通过蓝牙的方式发送给车载控制器14，车载控制器14作为中继站将获取的上述数据以无限通信的方式通过移动通信网络发送给云服务器15，云服务器15安装有管理软件，负责对上述数据进行接收、转化、储存以及分析，尤其是对反映压力的图像数据进行解析，得到关于灭火器17的压力情况判断。

手持终端16由管理人员/维保人员/车辆驾驶员等持有，可以为装有管理APP的手机，手持终端16从云服务器15获取分发的数据，当接到灭火器17的失效或者即将失效的判断时，上述人员对相应的灭火器17进行更换或者维保。

本实施例中，支架控制器5还包括蜂鸣器，蜂鸣器与支架控制器5的控制器模块电连接。设置蜂鸣器可以实现以下功能：(1)当灭火器17向支架8上进行装载时，正确装载的情况下，向操作人员发出提示音，反馈操作正确的信息；(2)在操作人员进行灭火器17的维保工作时，通过蜂鸣器发出提示音，便于进行定位和寻找。

使用方法：

将支架8采用多个防拆螺栓10安装到车辆18上；将抱箍6解开，将灭火器17装载到支架8上之后重新关闭抱箍，完成灭火器17的装载；如前所述，此时蜂鸣器提示正确装载的提示音；将外套1扣合安装到灭火器17的压力表17-3上。

工作过程：

按照系统设定的流程，云服务器15定时向车载控制器14广播发送抄表指令，车载控制器14接收到抄表指令后向下辖的各支架控制器5转达抄表指令，支架控制器5获取温度数据和反映压力的图像数据，之后将获取的数据以蓝牙通信的方式发送给车载控制器14，车载控制器14将获取的数据以无线通信的方式发送给云服务器15，云服务器15接收温度信号并对图像数据进行图像处理，得到压力情况的判断(不是准确判断压力值，而是获取压力指针位于表盘上的那个区域的信息)；

当通过温度数据判断灭火器17在一些时刻温度超过限度，则得出灭火器17内部的灭火材料可能失效的判断；当通过图像判断压力指针位于表盘上的“黄色区域”或者“红色区域”，则得出灭火器17失效的判断。上述判断以信息的形式推送下发给相应的手持终端16，终端的持有者也就是操作人员/管理人员/车辆的驾驶员等根据接收到的信息对相应的车载灭火器进行换新/维保处理。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：包括用于挂载灭火器(17)的支架组件；支架组件包括采用防拆螺栓(10)安装在车辆(18)上的、带有抱箍(6)的支架(8)，在支架(8)上由上至下依次设有上部安装板(8-1)、上部支撑板(8-2)、中部安装板(8-3)、中部支撑板(8-4)、下部安装板(8-5)和下部支撑板(8-6)，在上部安装板(8-1)的前部设有带有凹口(4-1)的顶部托板(4)，在下部支撑板(8-6)的前部设有底部托板(12)，在中部支撑板(8-4)的背部安装有中部接近开关(7)，在下部支撑板(8-6)的背部安装有下部接近开关(11)，在下部安装板(8-5)的中部安装有温度传感器(9)，在底部托板(12)的中部安装有底部触点开关(13)，还包括内部安装有微型摄像头(2)的外套(1)；

在支架(8)上还安装有支架控制器(5)，中部接近开关(7)、下部接近开关(11)、温度传感器(9)、底部触点开关(13)和微型摄像头(2)各自通过导联线(3)与支架控制器(5)电连接；还包括车载控制器(14)、云服务器(15)和多个手持终端(16)，支架控制器(5)与车载控制器(14)两者蓝牙连接，车载控制器(14)与云服务器(15)之间、云服务器(15)与各手持终端(16)之间无线通信连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：支架控制器(5)包括控制器模块及与其电连接的电源模块、存储模块和蓝牙模块，中部接近开关(7)、下部接近开关(11)、温度传感器(9)、底部触点开关(13)和微型摄像头(2)与控制器模块电连接。

3.如权利要求2所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：车载控制器(14)包括控制器模块及与其电连接的蓝牙模块、存储模块、电源模块和无线通信模块。

4.如权利要求3所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：支架控制器(5)和车载控制器(14)两者的电源模块均连接至车辆(18)的车载电源。

5.如权利要求4所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：支架(8)、顶部托板(4)和底部托板(12)三者采用同一金属板压接成型得到，在支架(8)的上部安装板(8-1)、中部安装板(8-3)和下部安装板(8-5)上均设有安装孔，各防拆螺栓(10)分别位于各安装孔内。

6.如权利要求5所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：中部支撑板(8-4)上的中部接近开关(7)为左右两个，在中部支撑板(8-4)上设有中部测量窗，中部接近开关(7)的测量端头位于中部测量窗内；下部支撑板(8-6)上的下部接近开关(11)为左右两个，在下部支撑板(8-6)上设有下部测量窗，下部接近开关(11)的测量端头位于下部测量窗内；在底部托板(12)的中部设有底部透窗，底部触点开关(13)安装在底部托板(12)的下方，其测量端头位于底部透窗内。

7.如权利要求6所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：支架控制器(5)包括一个封装壳体，该封装壳体位于顶部托板(4)与上部安装板(8-1)之间，其内侧的边缘轮廓与灭火器(17)的瓶颈(17-2)部分的轮廓相适。

8.如权利要求7所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：中部接近开关(7)、下部接近开关(11)、温度传感器(9)和底部触点开关(13)的导联线(3)汇集成为线束，该线束布置在支架(8)的背部；微型摄像头(2)的导联线(3)自成一条线束。

9.如权利要求8所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：支架控制器(5)还包括蜂鸣器，蜂鸣器与支架控制器(5)的控制器模块电连接。

10.如权利要求9所述的基于物联网的智能车载灭火器管理系统，其特征是：抱箍(6)包括位于上部支撑板(8-2)的外侧且与上部支撑板(8-2)铆接连接的钢带，钢带的正面开口并设有卡扣。

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