CN115501526A - 一种基于基站的智慧消防应急系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于基站的智慧消防应急系统，用于消防应急，包括云服务器、管理终端、智慧消防应急装置；管理终端，实现数据的查阅、管理、更新以及对智慧消防应急装置的监管和控制；云服务器，作为中介器通过基站实现管理终端与智慧消防应急装置间的数据传输；智慧消防应急装置，对火情进行检测和处理，并将控制信息和状态报警信息实时传输通过云服务器实时传输至中央控制室。在于当管理范围发生火情时，本系统能够第一时间发现并且进行快速定位，帮助消防人员迅速抵达现场进行灭火；太阳能的利用除了使此装置在日常的运行过程当中，减少能源损耗，还保证了在大楼电源被切断的时候，人员能够借助光伏应急照明灯进行逃生。

Description

一种基于基站的智慧消防应急系统

技术领域

本发明涉及消防技术领域，特别涉及一种基于基站的智慧消防应急系统。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，各类工业厂区、高层建筑、地铁站设施逐渐增多，实现了工业的自动化生产以及国民的数字化生活，但同时也给消防工作带来了困扰和危机；例如在很多时候由于道路的拥挤消防人员无法及时到场的问题、地铁站和高层建筑内将面临自组网的通讯系统无法覆盖整个区域的导致消防通讯困难问题等，这种情况下，由于消防特殊原因导致的消防不及时问题，将会导致大量财产损失以及人员伤亡问题；同时在指挥中心的领导无法直接了解现场的灭火作业情况，影响了其对灾害程度的判断。使用公共网的通讯设备在无基站网络覆盖的地下车库以及特殊地区无法进行通讯，从而影响了消防灭火作业。

基于此，本领域技术人员亟需提供一种基于基站的智慧消防应急系统，以求在消防人员未达到时，可以智能化进行火势判断与控制并及时传输消息至消防控制中心。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于基站的智慧消防应急系统，解决上述现有技术中对存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于基站的智慧消防应急系统，包括云服务器、管理终端、智慧消防应急装置；

所述管理终端，实现数据的查阅、管理、更新以及对智慧消防应急装置的监管和控制；

所述云服务器，作为中介器通过基站实现所述管理终端与所述智慧消防应急装置间的数据传输；

所述智慧消防应急装置，对火情进行检测和处理，并将控制信息和状态报警信息实时传输通过所述云服务器实时传输至所述中央控制室。

优选的，所述管理终端包括：中央控制单元、现场消防单元、消防监管单元；

所述现场消防单元和所述消防监管单元均与所述中央控制单元通信连接；

所述中央控制单元与所述云服务器通信连接；

其中，所述现场消防单元实现对消防现场进行紧急救援，所述消防监管单元实现对消防现场的指挥与监控。

优选的，所述智慧消防应急装置包括微处理控制器、供电单元、检测单元、警报单元、灭火单元；

所述微处理控制器与所述供电单元、所述检测单元、所述警报单元、所述灭火单元通信连接，并控制所述供电单元、所述检测单元、所述警报单元、以及所述灭火单元；

所述供电单元，为整体所述智慧消防应急装置进行供电；

所述检测单元，实现对装置整体的故障自检，以及基于传感器和切负荷实现对火情的检测；

所述灭火单元，自动化智能灭火；

所述警报单元，基于检测单元的检测结果发出警报。

优选的，所述数据传输方式为中继传输：

每个所述智慧消防应急装置配有无线透传模块；

多所述无线透传模块与单个独立的通讯中继节点信号连接；

多个独立的通讯中继节点与所述中央控制室信号连接。

优选的，所述供电单元包括：单晶硅光伏板、光伏板最大功率跟踪控制器、锂电池；

所述单晶硅光伏板与所述光伏板最大功率跟踪控制器配合，最大限度地将光照转化为电能，并储存与所述锂电池中。

优选的，所述检测单元包括：故障自检单元、火势判断单元；

所述故障自检单元与所述火势判断单元信息共享；

所述故障自检单元基于多类传感器和故障溯源方法对所述智能消防应急装置进行故障检测和溯源；

所述火势判断单元，采用非一二级负荷，判断火势大小；基于火势判断结果选择切断预设第一范围用电负荷；或，切断预设第二范围内用电负荷。

优选的，所述微处理控制器包括：单片机、PLC；

所述单片机与所述故障自检单元通信连接，控制所述故障自检单元的运行；

所述PLC与所述火势判断单元、所述供电单元、所述警报单元、以及所述灭火单元均通信连接，并控制。

优选的，每个所述通讯中继节点中除通信装置外还携带有定位模块；

所述定位模块获取所述基站所处位置的三维坐标，并与多个所述智能消防应急装置内携带的定位模块共同配合生成可视化三维消防界面；

基于所述可视化三维消防界面确定起火地点坐标；并与所述火势判断结果相配合确定所述预设第一范围和所述预设第二范围。

优选的，还包括控制器更新单元；

所述控制器更新单元与所述PLC通信连接；所述控制器更新单元自动或根据指令更新控制器；

所述中央控制室通过多层传输指令，发送指令至所述PLC。

优选的，自动更新所述控制器的内容包括：

获取最近n次火势检测效率，并存储于所述云服务器内；

获取检测单元最近n次检测结果，并存储于所云服务器内；

对所述云服务器内存储的最近n次火势检测效率和最近n次检测结果进行匹配对比，获得匹配对比结果；

将所述匹配对比结果基于深度学习原理进行仿真改进后生成的改进后模拟参数；

所述控制器更新单元将所述模拟参数设定于当前控制器的参数。

经由上述的内容可知与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

当管理范围发生火情时，本系统基于基站信号的大面积覆盖能够第一时间发现并且进行快速定位，帮助消防人员迅速抵达现场进行灭火；在消防人员赶至现场的途中，能够通过声光报警提醒现场工作人员、居民进行灭火或者人员的疏散工作，通过喷淋装置限制火情的进一步发展，尽可能减少人员伤亡以及经济损失，太阳能的利用除了使此装置在日常的运行过程当中，减少能源损耗，还保证了在大楼电源被切断的时候，人员能够借助光伏应急照明灯进行逃生；更进一步在无基站网络覆盖的地下车库以及特殊地区无法进行通讯时，智慧消防应急装置依旧可以独立基于检测的火势进行控制火情。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明系统框图；

图2为本发明系统工作流程图；

图3为本发明数据传输结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例1：

本实施例公开了一种基于基站的智慧消防应急系统，包括云服务器、管理终端、智慧消防应急装置；

管理终端，实现数据的查阅、管理、更新以及对智慧消防应急装置的监管和控制；

云服务器，作为中介器通过基站实现管理终端与智慧消防应急装置间的数据传输；

智慧消防应急装置，对火情进行检测和处理，并将控制信息和状态报警信息实时传输通过云服务器实时传输至中央控制室。

具体地：

管理终端包括：中央控制单元、现场消防单元、消防监管单元；

现场消防单元和消防监管单元均与中央控制单元通信连接；

中央控制单元与云服务器通信连接；

其中，现场消防单元实现对消防现场进行紧急救援，消防监管单元实现对消防现场的指挥与监控。

其中，在本实施例中智慧消防应急装置包括微处理控制器、供电单元、检测单元、警报单元、灭火单元；

微处理控制器与供电单元、检测单元、警报单元、灭火单元通信连接，并控制供电单元、检测单元、警报单元、以及灭火单元；

供电单元，为整体智慧消防应急装置进行供电；供电单元包括：单晶硅光伏板、光伏板最大功率跟踪控制器、锂电池；在本实施例中光伏板安置在建筑物或小区房屋的楼顶，通过最大功率跟踪算法，最大限度地将光照转化为电能，储存在锂电池中，平时正常状态下电能的消耗来源于通讯以及检测装置，当发生火灾情况，锂电池中的电量将主要供给喷淋装置灭火以及应急灯的照明使用。为了在紧急情况下有足够的电量使用，需要保证平时正常情况下蓄电池的电量保持在一个较高的状态。同时太阳能的利用除既使此装置在日常的运行过程当中能源损耗是极低的，还保证了在大楼电源被切断的时候，人员能够借助光伏应急照明灯进行逃生。

检测单元，实现对装置整体的故障自检，以及基于传感器和切负荷实现对火情的检测；检测单元包括：故障自检单元、火势判断单元；故障自检单元与火势判断单元信息共享；故障自检单元基于多类传感器和故障溯源方法对智能消防应急装置进行故障检测和溯源；火势判断单元，采用非一二级负荷，判断火势大小；基于火势判断结果选择切断预设第一范围用电负荷；或，切断预设第二范围内用电负荷。具体地在本实施例中，当烟雾探测器与红外探测器同时检测到异常，或任一探测器长时间检测到异常，定位出火源，确认发生火灾时，针对断电不会引起人身事故或是重大损失的非一二级负荷，会第一时间判断火势大小，第一范围的切断失火楼层用电负荷，第二范围的切断整栋建筑物的用电负荷，并且打开建筑内的微光伏应急照明灯，启动火灾点附近的喷淋装置，对火势加以控制；并且在发生火灾，定位点智慧消防应急装置启动建筑内声光报警器时，会同时立即发出一条报警信息，将火灾发生的建筑编号、探测器编号发送至中央控制室，控制室的管理系统能够立即根据接收到的信息定位火灾的具体位置，将消息发送至消防主要负责人手中，并联动当地消防队进行灭火救灾工作。其简要工作流程如图2所示。每个通讯中继节点中除通信装置外还携带有定位模块；定位模块获取基站所处位置的三维坐标，并与多个智能消防应急装置内携带的定位模块共同配合生成可视化三维消防界面；基于可视化三维消防界面确定起火地点坐标；并与火势判断结果相配合确定预设第一范围和预设第二范围。

更进一步，在本实施例中，故障自检单元包括：应急照明灯、通讯装置、探测装置、报警装置、喷淋装置、光伏板、锂电池；控制程序需要能够满足管理终端发送来的“控制信息”所需实现的功能，与之对应的执行机构主要包括：红外探测器、烟雾探测器、声光报警装置、喷淋装置、可控断路器、应急照明灯。故障溯源方法，基于故障自检单元的检测结果和故障结果对应表进行比对，确定故障原因。

灭火单元，自动化智能灭火；

警报单元，基于检测单元的检测结果发出警报。

在本实施例中采用的数据传输方式为中继传输：通信机分为主机和从机，主机即是通讯信号的中继节点，一个主机可以挂载多个分机，分机间通过无线透传模块进行数据传输，最终通过GPRS与服务器通信。

其中，在本实施例中每个智慧消防应急装置配有无线透传模块作为从机；多无线透传模块与单个独立的通讯中继节点信号连接；多个独立的通讯中继节点与中央控制室信号连接。

其中，微处理控制器包括：单片机、PLC；

单片机与故障自检单元通信连接，控制故障自检单元的运行；

PLC与火势判断单元、供电单元、警报单元、以及灭火单元均通信连接，并控制。

其中，系统还包括控制器更新单元；控制器更新单元与PLC通信连接；控制器更新单元自动或根据指令更新控制器；中央控制室通过多层传输指令，发送指令至PLC。

自动更新控制器的内容包括：获取最近n次火势检测效率，并存储于云服务器内；获取检测单元最近n次检测结果，并存储于所云服务器内；对云服务器内存储的最近n次火势检测效率和最近n次检测结果进行匹配对比，获得匹配对比结果；将匹配对比结果基于深度学习原理进行仿真改进后生成的改进后模拟参数；控制器更新单元将模拟参数设定于当前控制器的参数。

另外，在本实施例中系统各部分的具体的技术要求如下：

硬件部分：

1、可以实现对管理范围内各楼宇、各楼层智慧消防应急装置的独立远程控制：(1)远程启动或关闭光伏板；(2)远程启动或关闭警报器；(3)远程启动或关闭喷淋装置；(4)远程启动或关闭应急照明系统；(5)紧急情况下，远程开合建筑物母线出线断路器(只针对三级负荷)。

2、可以实现各楼宇、各楼层智慧消防应急装置的定期自我检测：(1)可以实现控制芯片的自我检测；(2)可以实现通讯装置的自我检测；(3)可以实现探测装置的自我检测；(4)可以实现喷淋装置的自我检测；(5)可以实现线路故障的自我检测；(6)可以实现应急照明灯的自我检测；(7)可以实现光伏板故障的自我检测；(8)可以实现锂电池故障的自我检测。

3、可以实现分布式智慧消防应急装置与中央控制室的数据传输：(1)分机间通过无线透传模块与主机进行数据传输，通过主机的GPRS与服务器通信；(2)主机正常保持休眠状态，定期汇集信息发送至中央控制室，发送完毕继续保持休眠；(3)可以检测并上传蓄电池剩余电量；(4)可以检测并上传当前设备的故障状态；(5)可以检测并上传当前蓄电池充放电功率；(6)可以检测并上传当前喷淋装置工作状态；(7)可以检测并上传当前火灾报警的具体信息；(8)可以检测并上传当前应急照明系统工作状态；(9)可以检测并上传当前建筑物主电源开断状态；(10)可以检测并上传当前建筑内报警器的工作状态；(11)中央控制室接收到的数据可以及时发送给现场消防人员与消防管理负责人；(12)中央控制室可以对管理范围内有编号的任一一台智慧消防应急装置进行远程控制。

4、智慧消防应急装置火灾应急措施：(1)红外探测器与烟雾探测器同时探测到，或单一探测器长时间探测到异常时，方可启用喷淋装置，单一探测器短时间发出报警时不动作；(2)根据火灾情况(烟雾浓度，火势)，自动开启并调整喷淋装置的喷洒速度及喷洒范围；(3)确认火灾后，第一范围起火开断楼层断路器，切除失火楼层用电负荷，第二范围起火切除整栋建筑物用电负荷；(4)切除用电后，保障应急照明灯正常开启。

5、充电控制电路：(1)检测锂电池电量，正常工作状态下，剩余电量小于85％时启用最大功率点跟踪进行充电，剩余电量大于85％时恒压充电，恒压充电时电压为27V；(2)输入25-40V，锂电池额定电压22.2V；(3)过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护、短路保护；(4)火灾应急工作状态下关闭充电过程。

6、通信功能：(1)控制类通信；(2)参数、存储控制通信；(3)通信机分为主机和从机，主机即是通讯信号的中继节点，一个主机可以挂载多个分机，分机间通过无线透传模块进行数据传输，最终通过GPRS与服务器通信。

7、定位功能：(1)每个主机都带有GPS和GPRS功能。(GPS与GPRS可选配功能)；(2)定位功能主要是为每个分机编号与地图定位使用。8、参数设置：(1)智慧消防应急装置远程编码，管理范围内的小区或大楼远程编码；(2)单一探测器探测到异常时，报警延时时间；(3)喷淋装置喷洒时间、速率、范围；(4)应急照明装置照明功率；(5)报警器报警时长；(6)数据上传间隔时间。

8、控制器软件可升级。

软件部分：

1、界面美观大方，操作人性化，用户体验好；

2、结合硬件技术要求，在软件端实现对所有智慧消防应急装置的远程检测与控制；

3、可以远程对每台智慧消防应急装置进行编号；

4、可以显示内部硬件模块的自检信息；

5、上位机界面可显示任意智慧消防应急装置的锂电池电量，喷淋装置、探测器、控制器、光伏板的检测与工作状态；

6、可以进行远程管理，包括：开关报警器，开关喷淋装置的喷头，开关应急照明灯，恢复与断开负荷供电，设置电池充放电模式；

7、建立系统数据库，实现所有检测与控制数据的记录，为以后的大数据做准备；

8、记录下来的数据可以用图表形式存储输出；

9、可在服务器端远程对控制器的系统进行更新；

10、角色权限配置，根据不同的功能分配给不同的用户不同的权限；

11、后台集中显示，设置4-5级管理权限；

12、激活管理模式，在一般情况下为节省能源，远程管理处在休眠状态，需要进行远程控制时发出激活指令激活该功能，然后按后台指令操控；

13、界面具有拓展功能，界面显示楼宇或小区的拓展、每座大楼或小区内智慧消防应急装置的拓展。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，包括云服务器、管理终端、智慧消防应急装置；

所述管理终端，实现数据的查阅、管理、更新以及对智慧消防应急装置的监管和控制；

所述云服务器，作为中介器通过基站实现所述管理终端与所述智慧消防应急装置间的数据传输；

所述智慧消防应急装置，对火情进行检测和处理，并将控制信息和状态报警信息实时传输通过所述云服务器实时传输至所述中央控制室。

2.根据权利要求1所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述管理终端包括：中央控制单元、现场消防单元、消防监管单元；

所述现场消防单元和所述消防监管单元均与所述中央控制单元通信连接；

所述中央控制单元与所述云服务器通信连接；

其中，所述现场消防单元实现对消防现场进行紧急救援，所述消防监管单元实现对消防现场的指挥与监控。

3.根据权利要求1所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述智慧消防应急装置包括微处理控制器、供电单元、检测单元、警报单元、灭火单元；

所述微处理控制器与所述供电单元、所述检测单元、所述警报单元、所述灭火单元通信连接，并控制所述供电单元、所述检测单元、所述警报单元、以及所述灭火单元；

所述供电单元，为整体所述智慧消防应急装置进行供电；

所述检测单元，实现对装置整体的故障自检，以及基于传感器和切负荷实现对火情的检测；

所述灭火单元，自动化智能灭火；

所述警报单元，基于检测单元的检测结果发出警报。

4.根据权利要求1所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述数据传输方式为中继传输：

每个所述智慧消防应急装置配有无线透传模块；

多所述无线透传模块与单个独立的通讯中继节点信号连接；

多个独立的通讯中继节点与所述中央控制室信号连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述供电单元包括：单晶硅光伏板、光伏板最大功率跟踪控制器、锂电池；

所述单晶硅光伏板与所述光伏板最大功率跟踪控制器配合，最大限度地将光照转化为电能，并储存与所述锂电池中。

6.根据权利要求3所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述检测单元包括：故障自检单元、火势判断单元；

所述故障自检单元与所述火势判断单元信息共享；

所述故障自检单元基于多类传感器和故障溯源方法对所述智能消防应急装置进行故障检测和溯源；

所述火势判断单元，采用非一二级负荷，判断火势大小；基于火势判断结果选择切断预设第一范围用电负荷；或，切断预设第二范围内用电负荷。

7.根据权利要求3所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，所述微处理控制器包括：单片机、PLC；

所述单片机与所述故障自检单元通信连接，控制所述故障自检单元的运行；

所述PLC与所述火势判断单元、所述供电单元、所述警报单元、以及所述灭火单元均通信连接，并控制。

8.根据权利要求1所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，每个所述通讯中继节点中除通信装置外还携带有定位模块；

所述定位模块获取所述基站所处位置的三维坐标，并与多个所述智能消防应急装置内携带的定位模块共同配合生成可视化三维消防界面；

基于所述可视化三维消防界面确定起火地点坐标；并与所述火势判断结果相配合确定所述预设第一范围和所述预设第二范围。

9.根据权利要求1所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，还包括控制器更新单元；

所述控制器更新单元与所述PLC通信连接；所述控制器更新单元自动或根据指令更新控制器；

所述中央控制室通过多层传输指令，发送指令至所述PLC。

10.根据权利要求9所述的一种基于基站的智慧消防应急系统，其特征在于，自动更新所述控制器的内容包括：

获取最近n次火势检测效率，并存储于所述云服务器内；

获取检测单元最近n次检测结果，并存储于所云服务器内；

对所述云服务器内存储的最近n次火势检测效率和最近n次检测结果进行匹配对比，获得匹配对比结果；

将所述匹配对比结果基于深度学习原理进行仿真改进后生成的改进后模拟参数；

所述控制器更新单元将所述模拟参数设定于当前控制器的参数。

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