CN1351316A - 城市火警自动报警 处警网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由城市消防中心计算机网络接处警装置C、邮电公网B及各防火单位终端报警装置A组成的网络系统,它利用终端报警装置中的网络通信控制器,将分布在各防火单位内火情监测器发送的火警信息,在无人值守情况下通过电话自动拨号向消防中心报案,消防中心利用数据库数据并借助GIS工具等可精确定位出报警位置,同时在地图信息计算机上显示出火灾发生地点、火警点周围街区图、水源、消防实力等信息,以此实现消防中心对防火单位火警的实时监测,为消防部门救灾、出警及灾后分析提供科学的决策依据。

Description

城市火警自动报警、处警网络系统

本发明内容属于计算机网络通信管理技术领域，涉及一种可用于实现城市重点火灾防范场区集中消防监控管理的网络通信系统。

城市经济的高速发展，使城市建筑物(群)的种类与性质日趋复杂，在建筑、道路、水源等要素中的不定因素也大大增多，因而对城市公共安全事务(包括防火、防匪盗、医护急救等)的防范与报警处理就越来越引起人们的重视，特别是在一些需对火灾进行重点防范的单位及部门如商场、饭店、宾馆、车站、仓库、机房、办公室、娱乐场所等，一旦发生火灾而又延误报警或报警情况不明确的话，灾害所造成的损失和恶劣影响将是不可估量的。

目前，国内大、中城市的绝大多数重点单位和部门均在其重点防火部位安装有自动报警监控系统，用于本单位和部门的火警监控。这类系统主要由火灾探测传感器和报警控制主机组成，探测传感器包括烟感、温感及煤气探头等探测设备，它们分布在各个火情监控点。当探测到火情时，探头向控制主机发送报警信息，控制主机扬声器发送声音报警，由值班人员根据火情进行判断和处理(拔打119消防指挥中心电话)。这类系统一般都局限在本单位内，且需人员值守，由人工向119消防指挥中心拨号，报警延迟时间较长。

根据本发明申请人对有关技术资料及专利文献的查阅及检索，迄今已有一些申报过专利的技术内容对上述监控系统作出了改进，使之能够实现在探测到火警后自动拨叫119电话的功能，如专利申请号为96120930的《防火自动警报通讯系统》和专利申请号为95240285的《火警联网自动报警装置》两项技术内容。但它们仍然存在着以下的一些不足和缺陷：①、不能对起火点精确定位，即不能准确定位报警的探头位置，因而也就无法确定起火的建筑物、楼层及具体房间号；②、现有的拨号控制器不能与各种报警控制主机在通信协议、通信接口等方面很好地兼容；③、不能使消防指挥中心快速确定报警单位的名称、地点、火势及火情周边情况；④、没有自动应答中心巡检功能，使消防指挥中心无法确定报警控制器及报警控制主机的当前工作状态；⑤、没有与拨号控制器相配套的具有报警接收、数据存储、数据查询与维护、数据统计分析等完善功能的自动接警软件。

本发明的目的在于针对目前公知技术所存在的不足与缺陷，提供一种可使城市消防指挥中心通过邮电公网随时有效地监控整个城市内各重点防火单位火警情况并为消防部门防灾、灭灾提供科学依据的城市火警自动报警、处警网络系统。

为实现上述发明目的而提供的城市火警自动报警、处警网络系统的工作原理结构如附图1所示，它由分设于城市各重点防火单位内的多个终端自动报警发送装置A₁、A₂、……、A_n和设于城市消防指挥中心内且通过邮电公网B分别与各防火单位终端自动报警发送装置A₁、A₂、……、A_n通讯联接的消防计算机网络接警、处警装置C组成。其中：所说的各防火单位终端自动报警发送装置(以下称终端报警装置)均含有多个火情探测传感器31、32、……、3n以及一个输入端与各火情探测传感器31、32、……、3n输出端联通的自动报警控制主机1，在终端报警装置中还具有一个可接入在自动报警控制主机1和普通电话线之间的火灾自动报警网络通信控制器2(以下称网络通信控制器)；所说的消防计算机网络接警、处警装置C(以下称网络接警、处警装置)为一种以网络交换机为中心的星形以太网结构，它设于城市消防指挥中心内，具有一个计算机网络交换机12，该交换机的I/O端分别与多部报警接收计算机5、多部接处警计算机6、多部录音录时计算机7、多部电子地图信息计算机8、一部或多部数据库服务器9以及一部或多部通讯服务器10的I/O端相联通，报警接收计算机5包括自动报警接收计算机51和人工报警接收计算机52，其中自动报警接收计算机51的信号输入端通过Modem数据接收器13接入邮电公网B，通讯服务器10通过一台数字调度交换机11与邮电公网B联通。

本发明所述的城市火警自动报警、处警网络系统是一种主要由火灾自动报警监控网络中心、防火单位终端自动报警发送装置、公众电话交换网、无线寻呼台、移动通信集群调度公众网组成的网络系统，它结合了自动监测与控制、数字信号处理、通信、计算机网络、数据库、地理信息系统等多种技术，利用终端报警装置中专用的网络通信控制器2，将分布在各重点防火单位和部门内监测火情的探测器所发送的火警信息、探头号、单位编码等数据，在无人值守情况下通过电话自动拨号连接并发送至消防指挥中心的接警计算机，指挥中心从数据库中查询出该单位更详细的相关数据资料，并利用数据库中的数据和借助GIS工具和其它图形处理工具精确定位该探头的报警位置，同时在电子地图信息计算机上显示出火灾发生地点、楼层房间号、火警点周围的街区图、火警点建筑物结构图、道路、水源、可燃物、消防实力及扑救方案等信息，以此实现了119中心对防火单位火警和消防设备运行情况的实时监测，从而为消防部门的救灾、出警提供了科学的决策依据，提高了消防报警设施的可靠性，增强了消防部队的快速反应能力和指挥能力。

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明。

图1为本发明的系统结构原理图。

图2为终端报警装置中网络通信控制器的设计原理图。

图3～图5为图2所示网络通信控制器的一种具体实施例结构的电路联线图，其中图3为串行接口电平转换电路、可编程并行I/O扩展接口电路、可编程串行通信接口电路、E2PROM看门狗电路与中央处理器的实施例结构的联线图，图4为调制解调电路的联线图，图5为来电显示电路的联线图。

如图所示，本发明所述的城市火警自动报警、处警网络系统主要包括设于各重点防火单位和部门内的终端报警装置A₁、A₂、……、A_n和设于消防指挥中心内的网络接警、处警装置C两部分。终端报警装置A由设于各火情监测点的探测传感器31、32、……、3n以及报警控制主机1和网络通信控制器2构成。网络接警、处警装置C则由计算机网络交换机12、报警接收计算机5(包括自动报警接收计算机51和人工报警接收计算机52)、接处警计算机6、录音录时计算机7、电子地图信息计算机8、数据库服务器9、通讯服务器10以及Modem数据接收器13和数字调度交换机11等组成。

在本发明的实施结构方案中，终端报警装置内的火情探测传感器(探头)31、32、……、3n和自动报警控制主机1均采用已有公知产品，而网络通信控制器2则是由本发明设计者研制的新型电话火灾自动报警产品，它是一种可连接在现有报警控制主机和普通电话线之间的接入装置，其设计结构如图2所示。它含有中央处理器(CPU)16、串行接口电平转换电路25、可编程并行I/O扩展接口电路14、可编程串行通信接口电路19、调制解调电路22、带E²PROM的看门狗电路20和来电显示电路21，其中串行接口电平转换电路25的两个I/O端分别与报警控制主机1的串行I/O端和中央处理器16的串行I/O端相连，可编程并行I/O扩展接口电路14的打印机接口输入端和输出端分别与报警控制主机1的一个输出端和中央处理器16的打印机接口输入端连接，看门狗电路20的输出端接至中央处理器16的一个输入端，中央处理器16的串口输出I/O端通过可编程串行通信接口电路19扩展的第二串口输出I/O端与调制解调电路22的输入I/O端建立连接，调制解调电路22的输出I/O端接入拨号话机4的提机拨号输入控制端，来电显示电路21的输入端和输出端分别接调制解调电路22的输出端和中央处理器的来电显示输入端。

该网络通信控制器2实际上是防火单位和消防指挥中心联网的门户，它具有两个串行接口，可同时工作，其使用过程是这样的：当自动报警监控系统启动之后，中央处理器16从带E²PROM的看门狗电路20中读出串、并口选择标志，决定本网络通信控制器2和报警控制主机1是与串口连接还是与打印机接口连接；看门狗电路20中存储的通信协议使中央处理器16可以正确地和报警控制主机1通信而获得火警或故障信息；从报警控制主机1获得火警信息(主要是探头火警信息)后，中央处理器16抢线，通过可编程串行通信接口电路19扩展的第二串口和调制解调电路22建立联系，发送AT命令，拨号到119消防指挥中心并传输具体到探头的数字化火警信息，获得中心确认之后挂断。实施结构中，中央处理器16采用MCS-51系列单片机，它是本网络信号控制器的核心，负责处理报警控制主机1发出的火警和故障信息并向中心报警。串行接口电平转换电路25和可编程并行I/O扩展接口电路14构成中央处理器16的输入部分，它们分别通过与报警控制主机1的串口和打印机口相连而获得火警和故障信息。可编程串行通信接口电路19和调制解调电路22作为控制器的输出部分可通过拨号电话机4和消防中心联网并传输探头的火警和故障信息。带E²PROM的看门狗电路20的作用是控制中央处理器16复位和存贮工作参数，用于将报警控制主机1的数据通信协议写入其内，以使中央处理器16可以正确地和报警控制主机1通信而获得火警和故障信息。来电显示电路21可以识别消防中心的巡检电话，以实现自动应答及报告控制主机1状态信息的功能。为提高系统工作的稳定性，在本网络通信控制器中还设有温度监控电路18、电压监控电路23和状态指示电路17，当系统的电压或温度超限时，上述电路会自动发出故障信号。图2中标号15为电源模块电路。

在图3～5所示的实施例中，中央处理器16采用AT89C51单片机；串行接口电平转换电路25采用MAX232电平转换芯片集成电路，也可由RS232或1488、1489等类似芯片代替；可编程并行I/O扩展接口电路14采用8255芯片集成电路，可编程串行通信接口电路19采用8251芯片集成电路，调制解调电路22采用MODEM芯片集成电路Z02201和Z02205，带E²PROM的看门狗电路20采用型号为X25045的芯片集成电路，来电显示电路21采用MT8870芯片集成电路，此外，温度控制电路18可采用AD7416芯片集成电路。图示电路中，MAX232电路的第12和11引脚分别接至AT89C51单片机的第10和11脚；X25045芯片的第1、5、6脚分别与AT89C51单片机的第1、3、2脚连接；8255芯片和8251芯片与AT89C51单片机之间均通过地址线和数据控制线相连；8255芯片的第1～4脚(INPUT线)来自打印机控制总线，第18～25脚(INPUT线)来自打印机数据总线；MODEM芯片的作用是向外拨号、传输数据和应答电话振铃，它包括Z02201和Z02205两个芯片，8251芯片的第19脚(OUTPUT端)同时接至Z02201芯片的第18脚和Z02205芯片的第38脚，8251芯片的第24脚接至Z02201芯片的第13脚，Z02201芯片和Z02205芯片间的连接线有：数据线八条，分别为D0～D7，控制线5条，分别为IRQ、RESET、WR、RD、CS；MT8870芯片的四条数据地址线AD0～AD3分别与AT89C51单片机的同名线联通，MT8870的第15脚(IDNTQ线)通过SN74LS08与AT89C51单片机的第13脚连接，工作时，MT8870通过并接两条电话线TI1和PI1获得来电时由交换机发来的电话号码信息，通过IDINTQ申请中断，在CPU响应中断后将电话号码放到数据、地址复用总成上由CPU取走，CPU判断如果是消防指挥中心的巡检电话则摘机实现自动应答，向中心报告状态信息。图4中标号4为电话机；24为电话线插座。

在本发明关于网络通信控制器的实际应用方案中，89C51可由其它51系列单片机代替，这时只需增加2764、6264等外接程序存储器或数据存储器即可，89C51亦可由双串口CPU代替，此时8251可不要。另外，89C51的串口和8251扩展的第二串口可互换，8251直接接报警控制主机1的串口，89C51的串口接MODEM芯片。MODEM芯片亦可由其它同类产品替代。

消防指挥中心的网络接警、处警装置C采用以计算机网络交换机12为中心的星型以太网结构，配设有含Modem的自动报警接收计算机51、人工报警接收计算机52、接处警计算机6、录音录时计算机7、电子地图信息计算机8、数据库服务器9、通讯服务器10、数字调度交换机11等设备，整个系统基于客户机/服务器(C/S)模式下开发运行，其中：网络通讯协议采用TCP/IP协议；网络服务器操作系统采用WINDOWS NT SERVER 4.0中文版；数据库系统采用MS SQL SERVER 7.0；客户端操作系统采用WINDOWS95/98中文版；系统开发工具采用MS VC++，Delphi和MapInfo中文版。整个系统所内设的自动接警与处警软件所具备的功能主要有：(1)、自动报警信息接收及分析功能，包括Modem数据接收和报警数据分析功能；(2)、重点防火单位及自动报警设备详细数据的查询功能，包括单位信息查询、传感器信息查询和火警点定位功能；(3)、火警图形及文字信息的显示功能，可显示火警点地址及详细文字信息、可按比例显示城市市区图并标注火警单位、可显示火警点周围多比例图形图例并标注火灾具体建筑物、可显示火灾建筑物平面结构图并标注火灾具体位置、可播放警报音；(4)、转发报警信息功能，可通过自动和人工的方式转发报警信息及数据至值班员；(5)、自动报警数据的记录与存储功能，包括对发出报警的自动报警设备和报警数据进行记录以及对警情处理数据进行记录并存储至数据库两项功能；(6)、自动报警数据的统计、分析功能，包括对自动报警历史数据的统计、分析和报表生成；(7)、重点防火单位的数据维护功能，包括对其数据的录入、修改、查询、删除、备份等；(8)、自动报警设备的数据维护功能，包括对传感器的编号与分布坐标等数据的录入、修改、查询、删除、备份等；(9)、线路监测及自动报警设备监测功能，包括通信口设置及监测、Modem设置及监测以及自动报警设备的回拨巡检等；(10)、实时录、放音功能和对录音数据的维护管理功能，以备对值班记录的核查及对恶意骚扰电话的取证；(11)、电话调度功能，可实现多方通话和电话会议等；(12)、其它辅助功能，包括本软件用户权限的管理、操作日志的管理以及操作帮助的查询等。

实际应用过程中，网络接警、处警装置的工作分人工接警、处警工作和自动接警工作两部分。

1、人工接警、处警：报警人拨打119电话，通信服务器10自动分配空闲电话线路；数据库服务器9根据接收到的电话号码通过查询数据库以确定报警人的身份和地点，而后向空闲接处警计算机6发送报警信息并在电子地图上弹出火警点的周边地图；通过接警员与报警人的交谈进一步确定火灾地点、火势、火情等详细情况，同时通过计算机网络和电话通信向责任中队发出出车作战命令；最后将本次报警信息及出车数据存入数据库以备查询和统计，完成处警。

2、自动接警、处警：各重点防火单位的火情探测器31、32、……、3n探查到火情后传送到本单位的自动报警控制主机1，控制主机1通过网络通信控制器2和邮电公网B向消防指挥中心发送包含单位编码和探头编码的数字信息；当有电话拨入时，网络接警、处警装置C中的Modem数据接收器13自动应答并分析判断是否是火警信息，若是则按照提取的单位编码和探头编码从数据库中查询该重点单位更详细的数据资料(诸如街区图、单位平面图、建筑物结构图、着火物、灭火方案、行车路线等)并在显示屏幕上以图形和文字的形式直观显示出发生火灾的地点，同时由警报音警示有报警信息到达。若自动接警席端的工作模式设为自动方式，则该警报会自动通过网络传送至人工接警席，由接警员根据实际情况加以判断，完成处警。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果和优点如下所述。

一、在终端报警装置内设置的网络通信控制器能使火灾自动报警精确到具体每一个探头位置，提高报警的准确性、可靠性和实时性：一般的自动报警系统都是以片区作为监控单位，每一片区包含几个甚至几十个感应探头，当接到火警信息时，监控系统只能确定某一区域有警情，却不能精确地定位到某一个房间或部位，而本发明所述的网络通信控制器在向消防指挥中心报警发送的报警信息中包含有单位识别码和探头编号，这样利用计算机网络及数据库，消防指挥中心便能精确定位警情的建筑物及至房间并以图形和文字的方式详细、实时地描述出火灾现场情况。此外，由于该网络通信控制器和消防指挥中心间的通信采用应答式通信协议和数据冗余校验技术，也保证了接、报警数据传输的正确性和迅速性，可有效防止火警的误报和漏报。而其具有的自动抢线、来电显示和自动应答功能可使消防指挥中心随时监控整个城市内各重点防火单位火警和对消防设备的运行情况进行实时监测，从而提高消防报警设施的可靠性，增强消防部队快速反应能力和指挥能力。

二、本发明所述系统中的网络通信控制器能与各种型号的火灾自动报警控制主机接口相匹配：现有的火灾自动报警控制系统一般仅用于本单位和部门的火警控制，它们并没有与公安消防指挥中心联网，且各种火灾自动报警控制主机的品牌繁杂，数据通信格式也没有统一的标准，本发明所述通信控制器可方便地和多种具有串行接口或并口打印机的报警控制器进行连接，能安装于现有的监控系统中并兼容各种数据通信格式，同时在城市火灾自动报警网络建立后，该网络通信控制器通过普通电话就可与消防自动报警监控中心联网，这样最大可能地减少或避免了防火单位因重新购买新型报警控制器所造成的资源浪费，充分保护了用户的现有投资。

三、软硬件结合使网络监控系统更具先进性和可操作性：本发明所述的火警自动报警、处警网络系统通过网络通信控制器向消防指挥中心发送数字化报警信息，消防指挥中心的自动接处警计算机接收到正确数据后回应远端控制器以确保数据的发送与接收正确，并通过计算机网络、数据库及应用软件等对数据进行采集、接收、分析、处理和存储，同时通过对历史警情进行统计及分析后，为消防部门的防灾、减灾、灭灾及灾情分析和灾情处理提供了科学的决策依据。

四、消防指挥中心可对各报警控制装置进行巡检：为确保各重点防火单位报警控制器处于良好工作状态且报警线路畅通，消防指挥中心的自动接处警计算机能定期巡检各报警控制器，检验控制器及线路的工作状态是否良好。

除适用于火警的报警及处理外，本发明所述的技术方案及其产品也适用于盗警、匪警以及医务急救等应用领域。

Claims (2)

1、一种城市火警自动报警、处警网络系统，其特征在于它由多个防火单位终端自动报警发送装置(A₁、A₂、……、A_n)和可通过邮电公网(B)分别与各防火单位终端自动报警发送装置(A₁、A₂、……、A_n)通讯联接的消防计算机网络接警、处警装置(C)组成，其中：

1a、所说的各防火单位终端自动报警发送装置均含有多个火情探测传感器(31、32、……、3n)以及一个输入端与各火情探测传感器(31、32、……、3n)输出端联通的自动报警控制主机(1)，在防火单位终端自动报警发送装置中还具有一个可接入在自动报警控制主机(1)和普通电话线之间的火灾自动报警网络通信控制器(2)；

1b、所说的消防计算机网络接警、处警装置(C)为一种以网络交换机为中心的星形以太网结构，它具有一个计算机网络交换机(12)，该交换机的I/O端分别与多部报警接收计算机(5)、多部接处警计算机(6)、多部录音录时计算机(7)、多部电子地图信息计算机(8)、一部或多部数据库服务器(9)以及一部或多部通讯服务器(10)的I/O端相联通，报警接收计算机(5)包括自动报警接收计算机(51)和人工报警接收计算机(52)，其中自动报警接收计算机(51)的信号输入端通过Modem数据接收器(13)接入邮电公网(B)，通讯服务器(10)通过一台数字调度交换机(11)与邮电公网(B)联通。

2、如权利要求1所述的城市火警自动报警、处警网络系统，其特征在防火单位终端自动报警发送装置中所设的火灾自动报警网络通信控制器(2)含有中央处理器(16)、串行接口电平转换电路(25)、可编程并行I/O扩展接口电路(14)、可编程串行通信接口电路(19)、调制解调电路(22)、带E²PROM的看门狗电路(20)和来电显示电路(21)，其中串行接口电平转换电路(25)的两个I/O端分别与报警控制主机(1)的串行I/O端和中央处理器(16)的串行I/O端相连，可编程并行I/O扩展接口电路(14)的打印机接口输入端和输出端分别与报警控制主机(1)的一个输出端和中央处理器(16)的打印机接口输入端连接，看门狗电路(20)的输出端接至中央处理器(16)的一个输入端，中央处理器(16)的串口输出I/O端通过可编程串行通信接口电路(19)扩展的第二串口输出I/O端与调制解调电路(22)的输入I/O端建立连接，调制解调电路(22)的输出端接入电话机的提机拨号输入控制端，来电显示电路(21)的输入端和输出端分别接调制解调电路(22)的输出端和中央处理器(16)的来电显示输入端。

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