CN115437284A - 一种物联网下的紧急逃生智能指引系统 - Google Patents

Abstract

一种物联网下的紧急逃生智能指引系统，包括时间传感器、单片机、无线灯光指示牌、广播器件和监控中心。灾害来临时，监控中心根据受困人员初始位置规划初始紧急逃生路线并将信息发送给单片机，单片机接受信息后控制无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员紧急逃生；在紧急逃生过程中，通道内的时间传感器将受困人员逃生时间实时反馈给单片机，单片机基于数据计算受困人员逃生速度并据此判断相应区域逃生路线的拥挤程度，同时发送相关信息给监控中心，监控中心根据其接收的信息动态规划最佳的紧急逃生路线并发送相关信息给单片机，由单片机控制相关路线的无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员快速逃生。

Description

一种物联网下的紧急逃生智能指引系统

技术领域

本发明涉及公共安全技术领域，尤其涉及一种物联网下的紧急逃生智能指引系统。

背景技术

随着社会经济的发展，人民生活水平不断提高，各种公共场所的活动逐渐增多，而与之伴随的公共设施的紧急逃生事件以及相应的紧急逃生系统也引起人们的关注。在灾害来临时，人们很多时候不能正确地找到最佳的紧急逃生路线，或者紧急逃生途中出现拥堵时大多数人员不能找到正确的替代路线，所以需要一种智能的紧急逃生指引系统，为处于混乱环境中的受困人员动态指引一条最佳逃生路线。

伴随技术的发展，公共设施应急疏散系统越来越成熟，但目前大部分疏散系统还局限于静态的逃生指引方式，而本发明的物联网下的紧急逃生智能指引系统，采用简单的时间传感器来测量受困人员紧急逃生时间，单片机依据相邻传感器空间距离及相应时间间隔计算受困人员紧急逃生的速度，并发送相关信息给监控中心；监控中心依据逃生人员位置及逃生速度规划最佳的逃生路线，发送相关信息给单片机，由单片机实时控制相关区域的指示牌颜色、箭头方向以及广播，指引受困人员紧急逃生，是一种动态的紧急逃生智能指引系统。此系统适用的范围较广，可应用于包括但不限于的火灾、地震、台风等紧急情形下大部分公共设施的紧急逃生指引中，是城市公共设施智能化发展的方向，将成为“智慧城市”的重要组成部分。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种物联网下的紧急逃生智能指引系统。本发明结合物联网和智能指引技术，为公共设施内的受困人员动态指引最佳的逃生路线。

一种物联网下的紧急逃生智能指引系统，其特征在于：该系统基于物联网技术，包括监控中心(1)、单片机(2)、无线灯光指示牌(3)、无线传感器及广播器件。其中，无线传感器和无线灯光指示牌以及广播器件由单片机控制，监控中心通过局域网访问单片机，与无线网络建立通信连接；

本发明采用的无线传感器为时间传感器，可根据使用者需求分布在图书馆、办公楼、电影院等公共设施的各个通道子空间内，其用途是测量受困人员的逃生时间；

本发明采用的无线灯光指示牌和广播器件均分布在通道内，单片机按照需求分布在公共设施中不同的区域内，一个单片机仅控制一个区域的传感器、无线灯光指示牌、广播器件；

本发明所述的监控中心(1)由中心平台、编码器、解码器、中心控制台、各类外设组成。主要作用是通过计算分析各区域单片机发来的实时信息，实现对公共设施紧急逃生指引的实时控制。当监控中心监测到某逃生路线上有区域遭受破坏或拥堵时，监控中心便将重新规划的最佳紧急逃生路线信息实时发送给相关单片机，由单片机控制相应区域的无线灯光指示牌、广播器件指引紧急逃生。

本发明所述的单片机(2)根据相邻时间传感器测量的受困人员逃生时间计算其相应的通过速度，并将相关信息发送给监控中心；根据监控中心指令，控制无线灯光指示牌的灯光颜色和箭头方向指引人员紧急逃生。

本发明所述的无线灯光指示牌(3)的灯光颜色分为绿色、黄色和红色三种，并有两个指示不同方向的箭头，当单片机根据实际情况控制指示牌指示方向时，指示牌将点亮具体方向的箭头。如果紧急逃生路线的情况为畅通状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色为绿色并指示逃生方向；如果逃生路线的情况为拥挤状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色变为黄色并仍指示逃生方向；如果紧急逃生路线的情况为封闭或拥堵状态，监控中心将规划新的路线并发送信息给相关区域单片机，由单片机控制指示牌的灯光颜色并为该区域受困人员指示新的逃生方向，广播为逃生人员实时播报指示信息。

应用上述系统的物联网下的逃生智能指引系统包括如下步骤：

步骤1，灾害来临时，由监控中心开启紧急逃生指引系统，监控中心根据受困人员初始位置规划一条最佳初始紧急逃生路线，并将路线信息发送给单片机，由单片机控制相应区域的无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员逃生，时间传感器将受困人员通过区域内传感器位置的逃生时间实时发送给单片机，单片机接收数据后对其进行计算分析；

步骤2，单片机依据数据计算出受困人员的逃生速度，将相关数据发送给监控中心，并依据监控中心指令控制无线灯光指示牌的灯光颜色和箭头方向指引受困人员紧急逃生。当监控中心分析出受困人员逃生速度较快时判定路线情况为畅通状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色呈绿色并通过控制箭头方向为受困人员指示具体逃生路线；当监控中心分析出受困人员逃生速度变慢时判定路线情况为拥挤状态，此时由单片机控制该路线上指示牌的灯光颜色变成黄色继续为受困人员指示逃生方向，而监控中心会实时规划一条新的紧急逃生路线并发送相关信息给前一区域的单片机，由前一区域的单片机控制前一路段的指示牌的灯光颜色和箭头方向指引受困人员紧急逃生；当单片机计算发送受困人员逃生速度变为0m/s时，监控中心判定路线情况为拥堵或封闭状态，监控中心规划新的路线并发送信息给相关区域单片机，由单片机控制指示牌的灯光颜色并为该区域受困人员指示新的逃生方向，广播为逃生人员实时播报指示信息。

步骤3，当监控中心监测到紧急逃生路线途中有区域处于灾害危险，监控中心通过发送信息给相应区域的单片机，由单片机控制通往该区域的指示牌颜色全部变为红色，此时监控中心将实时规划新的紧急逃生路线并发送信息给相应单片机，由单片机控制新路线上的指示牌指引受困人员紧急逃生。

有益效果

本发明有以下优点和有益效果：

(1)本发明系统应用范围比较广，适用于包括但不限于大多数购物中心、办公楼、电影院、图书馆等公共设施；

(2)本系统比现有的疏散系统更智能，能够根据受困人员的紧急逃生速度动态指引最佳的紧急逃生路线，高效解决受困人员在拥挤混乱环境下的快速紧急逃生问题；本系统中的无线灯光指示牌与传统的指示牌相比更智能，无线灯光指示牌上的指示灯能够根据紧急逃生路线的拥挤程度实时变换灯光颜色，并且指示牌上的箭头可根据实际情况变换其指示方向；

(3)本发明系统结构简单，成本低，易实现，采用的是无线传感器与无线网络连接，安装方便，便于使用；

(4)本系统大多采用无线连接，所以在设施被破坏时，受到破坏的节点不会影响下一个节点的使用，由于无线网络的冗余性不会影响整个系统的功能，耐用性好。

附图说明

图1是本发明的工作流程示意图；

图2是本发明系统应用于电影院的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的实施示例，示例仅用于解释本发明，而不能解释为本发明的限制。

如图1本发明的工作流程示意图所示，具体步骤如下：步骤(1)、监控中心监测到灾害开启紧急逃生智能指引系统，监控中心根据受困人员初始位置规划初始紧急逃生路线，并将路线信息发送给单片机，由单片机控制无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员紧急逃生；步骤(2)、时间传感器将受困人员紧急逃生时间反馈给单片机，单片机接受数据并计算出受困人员的逃生速度并发送相关信息给监控中心，由监控中心分析判断所规划逃生路线的状态：如果判断紧急逃生路线为畅通状态，则指令相关单片机按原规划路线控制无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员紧急逃生，如果判断路线为拥堵状态，则据此重新规划新的逃生路线，并指令相关单片机控制相应路线上的声光设备指引受困人员紧急逃生。

无线灯光指示牌在不同状态下灯光颜色有所不同。监控中心分析出受困人员的紧急逃生路线为畅通状态时，指令相应单片机控制相关无线灯光指示牌为绿灯指示；监控中心分析出受困人员的紧急逃生路线为拥挤状态时，指令相应单片机控制相关指示牌为黄灯指示；监控中心分析出受困人员的紧急逃生路线为拥堵或封闭状态时，监控中心规划新的路线并发送信息给相关区域单片机，由单片机控制指示牌的灯光颜色并为该区域受困人员指示新的逃生方向，广播为逃生人员实时播报指示信息。

图2为本发明的应用示意图，在本发明的一个实施例中(以电影院为例)，监控中心监测到灾害来临，由广播提示1号观众厅和2号观众厅的受困人员逃出观众厅，即受困人员来到A位置和B位置，此时共有四条紧急逃生路线，即路线一：A位置→过道1→安全通道1；路线二：B位置→验票口→入口；路线三：A位置或B位置→过道2→安全通道3；路线四：A位置或B位置→过道2→过道3→安全通道2。监控中心根据受困人员在观众厅门口的初始位置规划初始紧急逃生路线：监控中心经分析后得出安全通道1距离A位置的受困人员路程最短，电影院入口距离B位置的受困人员路程最短，故监控中心规划路线一为A位置受困人员的初始紧急逃生路线，并且规划路线二为B位置受困人员的初始紧急逃生路线，监控中心将初始紧急逃生路线信息发送给相应区域的单片机，单片机接受信息后实时控制灯光指示牌开启绿灯并控制箭头方向指示路线一和路线二的方向，并且同时进行广播通知，A位置和B位置的受困人员根据指示牌绿灯及箭头指示的方向和广播提示分别往安全通道1和入口方向紧急逃生。

系统的时间传感器将路线一和路线二中受困人员的通行时间反馈给单片机，单片机根据受困人员的通行时间计算出受困人员紧急逃生速度，并发送相关信息给监控中心分析判断路线一和路线二的状态：若监控中心分析出两条路线的受困人员紧急逃生速度都比较快时，判定紧急逃生路线为畅通状态，此时该线路的指示牌指示方向不变且仍为绿灯指示；若监控中心分析出路线一的受困人员紧急逃生速度较慢而路线二的人员紧急逃生速度较快，此时判定路线一为拥挤状态、路线二为畅通状态。假设监控中心分析出路线一的受困人员通过传感器Ⅱ的速度明显比通过传感器Ⅰ的速度慢，则判定路线一中区域一发生拥挤，此时监控中心发指令给该区域的单片机，控制路线一方向的传感器Ⅰ的位置至安全通道1途中的指示牌灯光变为黄灯指示，并且监控中心为区域一至A位置空间中处于拥堵环境下的受困人员实时规划一条新的紧急逃生路线，即路线二，此时监控中心发指令给单片机控制通往区域一途中的指示牌变更新的指示方向，即指示受困人员往路线二的方向紧急逃生且指示牌灯光为绿色。

若区域一的部分人员往路线二紧急逃生的过程中，监控中心发现此时处于路线二中的受困人员的紧急逃生速度较慢时，判定路线二为拥挤状态，假设监控中心分析出受困人员通过传感器Ⅳ的速度明显比通过传感器Ⅲ的速度慢，同理判定路线二中区域二发生拥挤，此时路线二方向的传感器Ⅲ的位置至入口处途中的指示牌灯光变为黄灯指示，并且监控中心为区域二至B位置空间中处于拥挤环境下的受困人员实时规划一条新的紧急逃生路线，如果监控中心分析出此时线路一由拥挤状态变为畅通状态，则发指令给相应单片机控制指示牌和广播器件指引区域二的人员往安全通道1紧急逃生，如果监控中心分析出此时线路一仍为拥挤状态，则监控中心实时规划新的紧急逃生路线，即路线三，此时发指令给相应单片机控制通往区域一和区域二途中的指示牌变更新的指示方向，即指示受困人员往路线三的方向紧急逃生，且指示牌灯光为绿色。

受困人员在路线三的紧急逃生过程中，若监控中心监测出安全通道3封闭，则将信息实时发送给单片机，相关单片机控制通往安全通道3的指示牌的灯光全部变为红色，同时监控中心实时规划新的紧急逃生路线，即路线四，并由监控中心发送指令给单片机控制指示牌和广播器件指示受困人员往路线四紧急逃生。

系统中的时间传感器并联分布在电影院的各个走廊的两端和中间位置，当走廊端部位置的传感器受到灾害影响出现失灵，中间位置的传感器也能将人员的逃生速度实时传给单片机，确保单片机能够及时接收受困人员实时逃生速度信息从而指引人员紧急逃生。

Claims (5)

1.一种物联网下的紧急逃生智能指引系统，其特征在于：该系统基于物联网技术，包括监控中心(1)、单片机(2)、无线灯光指示牌(3)、无线传感器及广播器件；其中，无线传感器和无线灯光指示牌以及广播器件由单片机控制，监控中心通过局域网访问单片机，与无线网络建立通信连接；本发明采用的无线传感器为时间传感器，可根据使用者需求分布在图书馆、办公楼、电影院等公共设施的各个通道子空间内，其用途是测量受困人员的逃生时间；无线灯光指示牌和广播器件均分布在通道内，单片机按照需求分布在公共设施中不同的区域内，一个单片机仅控制一个区域的传感器、无线灯光指示牌、广播器件。

2.根据权利要求1所述的物联网下的紧急逃生智能指引系统，其特征在于监控中心(1)由中心平台、编码器、解码器、中心控制台、各类外设组成；主要作用是通过计算分析各区域单片机发来的实时信息，实现对公共设施紧急逃生指引的实时控制，当监控中心监测到某逃生路线上有区域遭受破坏或拥堵时，监控中心便将重新规划的最佳紧急逃生路线信息实时发送给相关单片机，由单片机控制相应区域的无线灯光指示牌、广播器件指引紧急逃生。

3.根据权利要求1所述的物联网下的紧急逃生智能指引系统，其特征在于单片机(2)根据相邻时间传感器测量的受困人员逃生时间计算其相应的通过速度，并将相关信息发送给监控中心；根据监控中心指令，控制无线灯光指示牌的灯光颜色和箭头方向指引人员紧急逃生。

4.根据权利要求1所述的物联网下的紧急逃生智能指引系统，其特征在于无线灯光指示牌(3)的灯光颜色分为绿色、黄色和红色三种，并有两个指示不同方向的箭头，当单片机根据实际情况控制指示牌指示方向时，指示牌将点亮具体方向的箭头。如果紧急逃生路线的情况为畅通状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色为绿色并指示逃生方向；如果逃生路线的情况为拥挤状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色变为黄色并仍指示逃生方向；如果紧急逃生路线的情况为封闭或拥堵状态，监控中心将规划新的路线并发送信息给相关区域单片机，由单片机控制指示牌的灯光颜色并为该区域受困人员指示新的逃生方向，广播为逃生人员实时播报指示信息。

5.应用权利要求1所述的物联网下的逃生智能指引系统包括如下步骤：

步骤1，灾害来临时，由监控中心开启紧急逃生指引系统，监控中心根据受困人员初始位置规划一条最佳初始紧急逃生路线，并将路线信息发送给单片机，由单片机控制相应区域的无线灯光指示牌和广播器件指引受困人员逃生，时间传感器将受困人员通过区域内传感器位置的逃生时间实时发送给单片机，单片机接收数据后对其进行计算分析；

步骤2，单片机依据数据计算出受困人员的逃生速度，将相关数据发送给监控中心，并依据监控中心指令控制无线灯光指示牌的灯光颜色和箭头方向指引受困人员紧急逃生；当监控中心分析出受困人员逃生速度较快时判定路线情况为畅通状态，此时该路线上指示牌的灯光颜色呈绿色并通过控制箭头方向为受困人员指示具体逃生路线；当监控中心分析出受困人员逃生速度变慢时判定路线情况为拥挤状态，此时由单片机控制该路线上指示牌的灯光颜色变成黄色继续为受困人员指示逃生方向，而监控中心会实时规划一条新的紧急逃生路线并发送相关信息给前一区域的单片机，由前一区域的单片机控制前一路段的指示牌的灯光颜色和箭头方向指引受困人员紧急逃生；当单片机计算发送受困人员逃生速度变为0m/s时，监控中心判定路线情况为拥堵或封闭状态，监控中心规划新的路线并发送信息给相关区域单片机，由单片机控制指示牌的灯光颜色并为该区域受困人员指示新的逃生方向，广播为逃生人员实时播报指示信息；

步骤3，当监控中心监测到紧急逃生路线途中有区域处于灾害危险，监控中心通过发送信息给相应区域的单片机，由单片机控制通往该区域的指示牌颜色全部变为红色，此时监控中心将实时规划新的紧急逃生路线并发送信息给相应单片机，由单片机控制新路线上的指示牌指引受困人员紧急逃生。

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