CN117414558A - 一种基于物联网的消防器材质量监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的消防器材质量监测系统，包括监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块，其特征在于：所述监测登记录入模块用于将售出后车载灭火器数据进行登记和录入系统进而实现售后检测维护管理的作用，所述监测分析模块用于根据所述监测登记录入模块的监测数据分析并判断录入系统的灭火器的质量问题，所述远程监测管理模块用于根据所述监测分析模块的分析判断结果对判断为存在异常情况的灭火器进行报警和提示处理，所述监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块相互之间电连接，本发明，具有可靠性高和实用性强的特点。

Description

一种基于物联网的消防器材质量监测系统

技术领域

本发明涉及灭火器监测管理技术领域，具体为一种基于物联网的消防器材质量监测系统。

背景技术

消防器材是人类与火灾作斗争的重要武器，随着科学技术的飞速发展，多种学科的相互渗透，给消防器材的更新发展带来了生机与活力。近些年来，关于汽车自燃的报道屡见不鲜。每年各中等以上城市发生的汽车火灾都在几十起以上，而在高速公路地段发生火灾次数则更多，并且汽车火灾80%以上都造成车辆报废，甚至是车毁人亡，防范汽车火灾，最好的办法是安装车载自动灭火装置，但出于经济、技术等各方面的因素，在私家车安装车载自动灭火装置，短时间内还不能广泛被应用，因而目前最好的手段还是随车携带专用灭火器，以满足汽车灭火的需求。

然而，很多司机为了在方便意外时及时灭火，都会放在比较顺手的位置，比如扶手箱或者副驾驶位置的行李箱以及座椅底下，但可能受到阳光直射，若受阳光面放置太长的时间不动，也会加速灭火器部分零件老化。同时放置车内时易受到外界因素影响，加速灭火器受腐蚀或氧化后筒体变薄，加之阳光暴晒后和车内颠簸磕碰，极易引发爆炸。同样由于灭火器内部气压很大，放置久了会出现漏气情况；且灭火器在售出后，除了后期基本运维对其再无监测能力，当灭火器质量存在问题时，而车主往往是难以发现的，进而在汽车起火时存在严重的安全隐患。因此，设计可靠性高和实用性强的一种基于物联网的消防器材质量监测系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的消防器材质量监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的消防器材质量监测系统，包括监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块，所述监测登记录入模块用于将售出后车载灭火器数据进行登记和录入系统进而实现售后检测维护管理的作用，所述监测分析模块用于根据所述监测登记录入模块的监测数据分析并判断录入系统的灭火器的质量问题，所述远程监测管理模块用于根据所述监测分析模块的分析判断结果对判断为存在异常情况的灭火器进行报警和提示处理，所述监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块相互之间电连接。

根据上述技术方案，所述监测登记录入模块包括数据接入模块和监测数据采集模块，所述数据接入模块用于将个体灭火器的监测数据接入消防器材质量监测系统，所述监测数据采集模块用于在灭火器上实时监测灭火器的综合数据。

根据上述技术方案，所述监测数据采集模块包括光感接收单元、图像采集模组、加速度传感器和气流感应单元，所述光感接收单元用于感应监测光照强度值，所述图像采集模块用于采集被监测灭火器的图像，所述加速度传感器用于实时监测灭火时的加速度值，所述气流感应单元用于感应灭火器喷射口气流流速。

根据上述技术方案，所述监测分析模块包括监测数据整理模块、监测图像识别模块和整合判断模块，所述监测数据整理模块用于对系统获取到的所有灭火器数据进行整理，所述数据处理分析模块与监测数据整理模块电连接，所述数据处理分析模块用于对整理好的监测数据进行分析，所述监测图像识别模块用于对系统获取到的灭火器监测图像进行识别分析，所述数据处理分析模块和监测图像识别模块均与整合判断模块电连接，所述整合判断模块用于对监测分析结果进行整合判断。

根据上述技术方案，所述远程监测管理模块包括异常报警模块和紧急呼叫模块，所述异常报警模块用于对监测分析存在异常的灭火器进行报警提示，所述紧急呼叫模块用于提供紧急呼叫和远程协助功能。

根据上述技术方案，所述基于物联网的消防器材质量监测系统的运行方法包括以下步骤：

步骤S1：对灭火器布设监控数据采集模块，同时将监测的灭火器数据登记录入消防器材质量监测系统，进而可以通过系统实时监测接入系统的灭火器数据；

步骤S2：将监测数据输出至监测分析模块，对每一个接入系统的灭火器数据进行整理，同时分析整理的监测数据；

步骤S3：识别监测采集到的灭火器图像，分析图像特征；

步骤S4：根据分析结果和系统预设判断标准，判断监测的灭火器是否存在异常；

步骤S5：当灭火器判断存在异常时，电信号触发异常报警模块向灭火器绑定用户发出警报，提示用户及时检修灭火器。

根据上述技术方案，所述步骤S1进一步包括：

步骤S11：在灭火器筒体表面均匀布设若干组光感接收单元，用于感应灭火器筒体表面受到的阳光照射强度和时间；

步骤S12：在灭火器放置处安装全景图像采集模组，负责牌照灭火器图像传输至系统；

步骤S13：在灭火器筒体侧上方预先部署了加速度传感器，采集减速度传感器的加速度值；

步骤S14：在灭火器喷射口处安装气流感应单元，感应灭火器喷射口气流流速。

根据上述技术方案，所述步骤S2进一步包括：

步骤S21：在系统中以单个灭火器采集的监测数据建立数据整理列表，将采集监测的光照强度值、加速度值分别记录在整理列表中不同数列；

步骤S22：在整理列表中设置光照强度的时间记录标准q，对灭火器上的所有光感接收单元得到的实时光照强度值进行对比判断，当数据整理列表上存在光感接收单元得到的实时光照强度值大于或等于q时，获取数据整理列表上该数据对应的时刻，并跟踪数据整理列表上对应光感接收单元的数值，直至光照数值强度小于q时，记录单次记录时间值；重复运行步骤S22，获取被所有被记录的时间值/>；

步骤S23：在整理列表中设置加速度的触发气流感应启动监测预设值u和加速度异常值i，其中u小于i，当加速度传感器监测到灭火器加速度在数据整理别表的10中统计数据周期中出现3个大于i值时，则上传监测分析模块，并通过电信号控制气流感应单元启动监测，同样的将监测数值记录在数据整理列表中；

步骤S24：加速度传感器监测到灭火器加速度大于i时，在数量整理列表中标记记录数值；

步骤S25：当气流感应单元启动后，记录气流流速，当气流流速大于预设值s时，在量整理列表中标记记录数值。

根据上述技术方案，所述步骤S3进一步包括：

步骤S31：获取采集到的灭火器监测图像，全局扫描监测图像，将监测图像灰度处理；

步骤S32：计算监测图像的像素灰度值方差，当方差值大于m时，则进一步运行步骤S33，其中m为系统预设值，对监测图像进行局部特征识别；反之当方差值小于或等于m时，则完成图像分析，输出无异常信号；

步骤S33：计算图像灰度处理后平均值j，然后将监测图像所有像素灰度值的绝对值与j求差值，提取差值大于o的像素数量数值n。

根据上述技术方案，所述步骤S4进一步包括：

当时n＞y，异常判断标准为：t≥L或数据整理列表中存在被标记数值；

当x≤n≤y时，异常判断标准为：t≥1.3L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于1.3i时或气流流速大于预设值1.3s时；

当0＜n＜x时，异常判断标准为：t≥2L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于2i时或气流流速大于预设值2s时；

其中L为系统预设值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过多传感器数据采集与分析，实现对消防器材状态的实时监测和预警。其独特之处在于引入自适应异常判断，根据图像特征的像素数值，动态调整判断标准，以适应不同器材表面状态，避免误报和漏报。该系统具有多重有益效果：一是实时监测，及早发现消防器材异常，预防火灾风险；二是多维度数据采集，从光照强度、加速度到图像特征，全面了解器材状态；三是智能化管理，通过物联网技术实现远程监控和报警，提供便捷的安全保障；四是自适应判断，根据实际情况灵活调整判断标准，提高判断准确性。综上所述，该发明以其创新性的监测手段和智能化的管理方式，有效地提升了消防器材安全水平，为火灾防控领域带来了实质性的进步。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统模块组成示意图。

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。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于物联网的消防器材质量监测系统，包括监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块，监测登记录入模块用于将售出后车载灭火器数据进行登记和录入系统进而实现售后检测维护管理的作用，监测分析模块用于根据监测登记录入模块的监测数据分析并判断录入系统的灭火器的质量问题，远程监测管理模块用于根据监测分析模块的分析判断结果对判断为存在异常情况的灭火器进行报警和提示处理，监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块相互之间电连接。

监测登记录入模块包括数据接入模块和监测数据采集模块，数据接入模块用于将个体灭火器的监测数据接入消防器材质量监测系统，监测数据采集模块用于在灭火器上实时监测灭火器的综合数据。

监测数据采集模块包括光感接收单元、图像采集模组、加速度传感器和气流感应单元，光感接收单元用于感应监测光照强度值，图像采集模块用于采集被监测灭火器的图像，加速度传感器用于实时监测灭火时的加速度值，气流感应单元用于感应灭火器喷射口气流流速。

监测分析模块包括监测数据整理模块、监测图像识别模块和整合判断模块，监测数据整理模块用于对系统获取到的所有灭火器数据进行整理，数据处理分析模块与监测数据整理模块电连接，数据处理分析模块用于对整理好的监测数据进行分析，监测图像识别模块用于对系统获取到的灭火器监测图像进行识别分析，数据处理分析模块和监测图像识别模块均与整合判断模块电连接，整合判断模块用于对监测分析结果进行整合判断。

远程监测管理模块包括异常报警模块和紧急呼叫模块，异常报警模块用于对监测分析存在异常的灭火器进行报警提示，紧急呼叫模块用于提供紧急呼叫和远程协助功能。

基于物联网的消防器材质量监测系统的运行方法包括以下步骤：

步骤S1：对灭火器布设监控数据采集模块，同时将监测的灭火器数据登记录入消防器材质量监测系统，进而可以通过系统实时监测接入系统的灭火器数据；系统在消防器材上布设了多种传感器，包括光感接收单元、加速度传感器和气流感应单元等。光感接收单元感知器材表面阳光照射情况，加速度传感器采集器材加速度值，气流感应单元感知喷射口气流流速。这些传感器通过信号转换将采集到的数据传输给监控数据采集模块；

步骤S2：将监测数据输出至监测分析模块，对每一个接入系统的灭火器数据进行整理，同时分析整理的监测数据；监控数据采集模块将传感器采集到的数据整理并记录入系统。监测分析模块对每一个连接到系统的消防器材数据进行整理和分析，建立相应的数据整理列表，包括光照强度值、加速度值等信息；

步骤S3：识别监测采集到的灭火器图像，分析图像特征；从监测采集到的消防器材图像中提取图像特征。图像特征分析模块会对图像进行全局扫描和处理，计算像素灰度值方差，从而判断图像是否存在异常情况；

步骤S4：根据分析结果和系统预设判断标准，判断监测的灭火器是否存在异常；根据数据整理列表中的光照强度、加速度值、气流流速等数据，以及图像特征分析的结果，与预设的判断标准进行对比。如果监测到的数据超过预设的阈值，系统将判断消防器材存在异常；

步骤S5：当灭火器判断存在异常时，电信号触发异常报警模块向灭火器绑定用户发出警报，提示用户及时检修灭火器，避免发生安全隐患。

步骤S1进一步包括：

步骤S11：在灭火器筒体表面均匀布设若干组光感接收单元，用于感应灭火器筒体表面受到的阳光照射强度和时间；

步骤S12：在灭火器放置处安装全景图像采集模组，负责牌照灭火器图像传输至系统；

步骤S13：在灭火器筒体侧上方预先部署了加速度传感器，采集减速度传感器的加速度值；

步骤S14：在灭火器喷射口处安装气流感应单元，感应灭火器喷射口气流流速。

步骤S2进一步包括：

步骤S21：在系统中以单个灭火器采集的监测数据建立数据整理列表，将采集监测的光照强度值、加速度值分别记录在整理列表中不同数列；

步骤S22：在整理列表中设置光照强度的时间记录标准q，对灭火器上的所有光感接收单元得到的实时光照强度值进行对比判断，当数据整理列表上存在光感接收单元得到的实时光照强度值大于或等于q时，获取数据整理列表上该数据对应的时刻，并跟踪数据整理列表上对应光感接收单元的数值，直至光照数值强度小于q时，记录单次记录时间值；重复运行步骤S22，获取被所有被记录的时间值/>；

步骤S23：在整理列表中设置加速度的触发气流感应启动监测预设值u和加速度异常值i，其中u小于i，当加速度传感器监测到灭火器加速度在数据整理别表的10中统计数据周期中出现3个大于i值时，则上传监测分析模块，并通过电信号控制气流感应单元启动监测，同样的将监测数值记录在数据整理列表中；

步骤S24：加速度传感器监测到灭火器加速度大于i时，在数量整理列表中标记记录数值；

步骤S25：当气流感应单元启动后，记录气流流速，当气流流速大于预设值s时，在量整理列表中标记记录数值。

步骤S3进一步包括：

步骤S31：获取采集到的灭火器监测图像，全局扫描监测图像，将监测图像灰度处理；

步骤S32：计算监测图像的像素灰度值方差，当方差值大于m时，则进一步运行步骤S33，其中m为系统预设值，对监测图像进行局部特征识别；反之当方差值小于或等于m时，则完成图像分析，输出无异常信号；系统首先从采集到的消防器材图像中提取图像特征，通过计算图像的像素灰度值方差，方差值代表图像像素值的分散程度，即图像的纹理复杂程度；

步骤S33：计算图像灰度处理后平均值j，然后将监测图像所有像素灰度值的绝对值与j求差值，提取差值大于o的像素数量数值n；根据计算得到的像素灰度值方差，提取其中大于预设值o的像素数量数值n。这个数值n可以用来量化图像的纹理复杂度。

步骤S4进一步包括：

当时n＞y，异常判断标准为：t≥L或数据整理列表中存在被标记数值；

当x≤n≤y时，异常判断标准为：t≥1.3L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于1.3i时或气流流速大于预设值1.3s时；

当0＜n＜x时，异常判断标准为：t≥2L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于2i时或气流流速大于预设值2s时；

其中L为系统预设值；根据像素数值n的大小，调整异常判断的标准。当n较小时，表示图像的纹理相对较简单，即器材表面状态较平稳。此时，异常判断标准相对宽松，需要更高的阈值来判断是否异常。当n逐渐增大时，图像的纹理变得更加复杂，可能意味着器材表面存在更多不均匀的情况，此时异常判断标准会相对严格，降低阈值，以更早地判断出异常情况。

Claims (10)

1.一种基于物联网的消防器材质量监测系统，包括监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块，其特征在于：所述监测登记录入模块用于将售出后车载灭火器数据进行登记和录入系统进而实现售后检测维护管理的作用，所述监测分析模块用于根据所述监测登记录入模块的监测数据分析并判断录入系统的灭火器的质量问题，所述远程监测管理模块用于根据所述监测分析模块的分析判断结果对判断为存在异常情况的灭火器进行报警和提示处理，所述监测登记录入模块、监测分析模块和远程监测管理模块相互之间电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述监测登记录入模块包括数据接入模块和监测数据采集模块，所述数据接入模块用于将个体灭火器的监测数据接入消防器材质量监测系统，所述监测数据采集模块用于在灭火器上实时监测灭火器的综合数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述监测数据采集模块包括光感接收单元、图像采集模组、加速度传感器和气流感应单元，所述光感接收单元用于感应监测光照强度值，所述图像采集模块用于采集被监测灭火器的图像，所述加速度传感器用于实时监测灭火时的加速度值，所述气流感应单元用于感应灭火器喷射口气流流速。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述监测分析模块包括监测数据整理模块、监测图像识别模块和整合判断模块，所述监测数据整理模块用于对系统获取到的所有灭火器数据进行整理，所述数据处理分析模块与监测数据整理模块电连接，所述数据处理分析模块用于对整理好的监测数据进行分析，所述监测图像识别模块用于对系统获取到的灭火器监测图像进行识别分析，所述数据处理分析模块和监测图像识别模块均与整合判断模块电连接，所述整合判断模块用于对监测分析结果进行整合判断。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述远程监测管理模块包括异常报警模块和紧急呼叫模块，所述异常报警模块用于对监测分析存在异常的灭火器进行报警提示，所述紧急呼叫模块用于提供紧急呼叫和远程协助功能。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述基于物联网的消防器材质量监测系统的运行方法包括以下步骤：

步骤S1：对灭火器布设监控数据采集模块，同时将监测的灭火器数据登记录入消防器材质量监测系统，进而可以通过系统实时监测接入系统的灭火器数据；

步骤S2：将监测数据输出至监测分析模块，对每一个接入系统的灭火器数据进行整理，同时分析整理的监测数据；

步骤S3：识别监测采集到的灭火器图像，分析图像特征；

步骤S4：根据分析结果和系统预设判断标准，判断监测的灭火器是否存在异常；

步骤S5：当灭火器判断存在异常时，电信号触发异常报警模块向灭火器绑定用户发出警报，提示用户及时检修灭火器。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述步骤S1进一步包括：

步骤S11：在灭火器筒体表面均匀布设若干组光感接收单元，用于感应灭火器筒体表面受到的阳光照射强度和时间；

步骤S12：在灭火器放置处安装全景图像采集模组，负责牌照灭火器图像传输至系统；

步骤S13：在灭火器筒体侧上方预先部署了加速度传感器，采集减速度传感器的加速度值；

步骤S14：在灭火器喷射口处安装气流感应单元，感应灭火器喷射口气流流速。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述步骤S2进一步包括：

步骤S21：在系统中以单个灭火器采集的监测数据建立数据整理列表，将采集监测的光照强度值、加速度值分别记录在整理列表中不同数列；

步骤S22：在整理列表中设置光照强度的时间记录标准q，对灭火器上的所有光感接收单元得到的实时光照强度值进行对比判断，当数据整理列表上存在光感接收单元得到的实时光照强度值大于或等于q时，获取数据整理列表上该数据对应的时刻，并跟踪数据整理列表上对应光感接收单元的数值，直至光照数值强度小于q时，记录单次记录时间值；重复运行步骤S22，获取被所有被记录的时间值/>；

步骤S23：在整理列表中设置加速度的触发气流感应启动监测预设值u和加速度异常值i，其中u小于i，当加速度传感器监测到灭火器加速度在数据整理别表的10中统计数据周期中出现3个大于i值时，则上传监测分析模块，并通过电信号控制气流感应单元启动监测，同样的将监测数值记录在数据整理列表中；

步骤S24：加速度传感器监测到灭火器加速度大于i时，在数量整理列表中标记记录数值；

步骤S25：当气流感应单元启动后，记录气流流速，当气流流速大于预设值s时，在量整理列表中标记记录数值。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述步骤S3进一步包括：

步骤S31：获取采集到的灭火器监测图像，全局扫描监测图像，将监测图像灰度处理；

步骤S32：计算监测图像的像素灰度值方差，当方差值大于m时，则进一步运行步骤S33，其中m为系统预设值，对监测图像进行局部特征识别；反之当方差值小于或等于m时，则完成图像分析，输出无异常信号；

步骤S33：计算图像灰度处理后平均值j，然后将监测图像所有像素灰度值的绝对值与j求差值，提取差值大于o的像素数量数值n。

10.根据权利要求9所述的一种基于物联网的消防器材质量监测系统，其特征在于：所述步骤S4进一步包括：

当时n＞y，异常判断标准为：t≥L或数据整理列表中存在被标记数值；

当x≤n≤y时，异常判断标准为：t≥1.3L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于1.3i时或气流流速大于预设值1.3s时；

当0＜n＜x时，异常判断标准为：t≥2L或加速度传感器监测到灭火器加速度大于2i时或气流流速大于预设值2s时；

其中L为系统预设值。