CN207399588U - 一种无线集中式应急照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线集中式应急照明控制系统，主要解决现有技术中采用有线方式控制消防应急灯具带来的布线工作繁重以及成本较高问题。该系统包括：应急照明控制器单元、智能网关单元和消防应急灯具单元，且各单元分别内置电源模块，应急照明控制器单元和消防应急灯具单元还分别设置无线通信模块，与智能网关单元通过以太网数据转换使应急照明控制器单元与消防应急灯具单元以无线的形式无缝连接，实现集中控制并传输数据；内置的电源模块对各自单元进行供电；消防应急灯具单元中各灯具分别通过智能网关单元与应急照明控制器单元进行通信，互不影响；从而省去了布线的工作，便利施工、降低系统构建成本的同时，提高了应急的可靠性。

Description

一种无线集中式应急照明控制系统

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别涉及一种无线集中式应急照明控制系统，可用于对消防应急灯具进行控制。

背景技术

火灾，是指火源失去控制蔓延发展而给人民生命财产造成损失的一种灾害性燃烧现象。火情灾害的发生能够烧毁人类经过辛勤劳动创造的物质财富，甚至造成人类生命的终止，严重威胁着人类的财产及人身安全。在生活当中，商场、办公楼、住宅楼等室内场所，往往是人员长期密集之处，一旦发生火灾，现场情况通常会十分复杂，会造成不可估量的损失。即使前期做了足够多的实验，也无法全部预测火灾现场的突发情况，城市建筑物在发生火灾时很容易导致电路短路、断路，引起照明故障；加之浓烟、高温的出现使得受灾人员以及救灾人员在室内火灾现场的视线范围严重受限，从而造成更为混乱的情形。随着消防应急技术近些年的快速发展，对城市建筑物消防应急照明的系统方案也越来越多。

申请号201610966336.2，名称为一种智能消防应急照明系统的发明专利，公开了一种包括设置在楼宇内的烟雾检测模块、温度检测模块、图像采集模块和应急照明单元以及设置在消防局内的远程监控终端的消防应急照明系统，其还包括有自动保护模块，所述自动保护模块包括检测器、计时器、串口开关和电平变换保护电路，所述检测器包括顺序连接的始末位检测器、时钟产生器，锁存移位寄存器、8位比较器和预设寄存器，可以对楼宇实施24小时监控，一旦出现火灾，即启动应急照明，以免因火灾导致照明故障造成更大的混乱。该发明由设置在消防局内的远程监控终端对灯具等模块进行控制，主要解决对建筑物内火情的监控问题，在其监控到火情发生时可启动应急照明；然而，并未提及灯具的独立可控性，一旦应急照明系统中火灾现场的部分系统线路故障，便不能通过操作监控终端实现对应急照明灯具的集中控制。

申请号为201410316854.0，申请日为2014年7月4日的发明涉及一种智能消防应急照明系统，包括主控制器、备用电源、电源分配箱及智能消防应急指示灯，在电源分配箱内安装有智能应急总线控制器，该总线控制器由主电源单元、主控制单元、CAN通讯单元及8个回路控制单元构成，主电源单元接受外部12～36V的电压输入，将其转换成5V电压分别输出给主控制单元、各回路控制单元及CAN通讯单元，CAN通讯单元通过CAN通讯总线接收外部主控制器的通讯信号并将该通讯信号输送给主控制单元，主控制单元再将该通讯信号输出给各回路控制单元实现各个回路的通讯操作。该系统采用分布式设计思路，将产品划分成模块化单元，采用并行结合串行通讯的方式实现快速的通讯和控制，大大提高了系统的可靠性和实时性。然而，该发明中应急照明灯具与控制器之间通过有线方式通信，且需要外接电源，不仅增加了成本，同时，带来布线的不便以及火情发生时高温致使线路故障的隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于针对以上现有技术的不足，提出一种无线集中式应急照明控制系统，包括：应急照明控制器单元、智能网关单元、消防应急灯具单元。本系统通过智能网关单元，使应急照明控制器单元与消防应急灯具单元通过无线的形式无缝连接，进行数据传输，并通过在各单元中内置电压源，使其自主供电，达到无线控制应急照明灯具的目的，从而省去布线的工作，便利施工并降低成本。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种无线集中式应急照明控制系统，其特征在于，包括：

应急照明控制器单元，其与智能网关单元无线连接，通过智能网关单元接收消防应急灯具单元上传的数据信息并向其下发指令信息，用于实时监控消防应急灯具单元内所有灯具的工作状态，集中控制各个灯具；

智能网关单元，用于实现消防应急灯具单元与应急照明控制器单元之间数据信息的无线传输；

消防应急灯具单元，包括消防应急标志灯具和消防应急照明灯具，各灯具分别与智能网关单元无线连接，该消防应急标志灯具指示安全出口，该消防应急照明灯具在火情发生时提供照明，所有灯具分别通过智能网关单元向应急照明控制器单元上传数据信息，并接收其发出的指令信息。

上述应急照明控制器单元，包括：

控制模块，其与应急照明控制器单元中的其它功能模块双向电连接，对这些模块进行控制，并通过智能网关单元控制消防应急灯具单元中的所有灯具；

控制器无线通信模块，用于建立应急照明控制器单元与智能网关单元的数据通信；

控制器电源模块，用于向控制模块提供电能，并通过控制模块向应急照明控制器单元内各模块供电；

报警模块，用于在故障或火灾发生时向控制模块发出提示信息；

显示器模块，用于直观显示应急照明控制系统中各单元的工作状态，并在报警模块发出提示时显示故障详情或疏散逃生路线，同时通过显示界面建立与操作人员的联系。

上述智能网关单元，包括：

数据转换模块，其与网关控制模块双向电连接，用于将ZigBee网络传输协议与以太网传输协议进行转换，实现与外界的互联互通；

网关控制模块，用于对网关单元内的各功能模块进行控制；

网关电源模块，用于向网关控制模块提供电能，并通过网关控制模块向数据转换模块提供工作电压。

上述消防应急标志灯具，包括：

标志灯具控制模块，其与消防应急标志灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急标志灯具；

标志灯具电源模块，用于向标志灯具控制模块提供电能，并通过标志灯具控制模块向消防应急标志灯具中的其他功能模块提供工作电压；

标志灯具无线通信模块，用于建立消防应急标志灯具与智能网关单元的数据通信；

指示方向模块，用于显示方向，指示逃生路线；

上述消防应急照明灯具，包括：

照明灯具控制模块，其与消防应急照明灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急照明灯具；

照明灯具电源模块，用于向照明灯具控制模块提供电能，并通过照明灯具控制模块向消防应急照明灯具中的其他功能模块提供工作电压；

照明灯具无线通信模块，用于建立消防应急照明灯具与智能网关单元的数据通信；

照明模块，用于提供照明光源。

本发明相对现有技术主要优点在于：

第一，提高应急可靠性：

本系统中，各个灯具将自身状态信息通过无线方式分别传送给当前服务网关，网关信息汇总后再无线传送给应急照明控制器，一旦火灾发生，部分灯具通信故障，其它独立的灯具单元与应急照明控制器之间的通信不受其影响，从而保障了应急的可靠性；

第二，便利施工且构建成本较低：

(1)本系统由于采用无线集中控制的方式，省去了布线工作带来的人工成本以及材料成本，方便施工的同时降低了控制系统构建所需成本；

(2)本系统无需外接电源提供电压，其应急照明控制器、智能网关、消防应急标志灯具及消防应急照明灯具均自带电源，成本低廉且方便安装，省去了增设电源系统带来的不便以及高成本。

第三，控制器简单易操作：

本系统中的应急照明控制器，采用数字显示屏，自带多种输入法，对信息可进行一键查询，避免了繁锁的输入方式，操作简单，从而降低了对使用人员的技术能力要求。

附图说明

图1为本实用新型系统框图；

图2为本实用新型系统硬件架构示意图；

图3为本实用新型系统中应急照明控制器单元显示的灯具详情界面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型详细说明。

参照图1，本实用新型为一种无线集中式应急照明控制系统，其特征在于，包括应急照明控制器单元、智能网关单元、消防应急灯具单元，且应急照明控制器单元与消防应急灯具单元通过智能网关单元实现无线集中控制。消防应急灯具单元将自身状态信息通过灯具无线通信模块传送给智能网关单元，网关将信息汇总后再无线传送给应急照明控制器单元，应急照明控制器单元中的显示器模块呈现控制模块处理后的信息，人员则通过操作显示界面实现对灯具的无线控制。

应急照明控制器单元，其与智能网关单元无线连接，通过智能网关单元接收消防应急灯具单元上传的数据信息并向其下发指令信息，用于实时监控系统内所有疏散指示标志灯具和应急照明灯具的工作状态，集中控制各个灯具，通过该单元可对整个系统进行控制。该单元包括控制器无线通信模块、控制器电源模块、控制模块、显示器模块、报警模块；应急照明控制器单元设置一键查询启动信息和故障信息的功能，可避免了繁锁的输入方式，降低对使用人员的操作要求；内部自带数字、英文、拼音输入法；可打印系统启动、故障等信息；可通过手动、自动两种方式使与其相连的所有灯具转入应急状态，并设置强制使所有灯具转入应急状态按钮；应急照明控制器单元能完成对本控制系统所有硬件设备的检测功能，本单元及其面板上的所有指示灯、显示器、音响器件等硬件设备的功能检查。

控制器无线通信模块，用于建立应急照明控制器单元与智能网关单元的数据通信，其采用无线保真Wi-Fi、紫蜂ZigBee、蓝牙Bluetooth、超宽带UWB、窄带物联LoRa以及低功耗广域NB-IOT任意一种或多种无线通信方式。

控制模块，其与应急照明控制器单元中的其它功能模块双向电连接，用于对应急照明控制器单元中的其它功能模块进行控制，并通过网关单元控制消防应急灯具单元中的所有灯具；应急照明控制器单元通过运行预先写入控制模块内部的程序实现一键查询启动信息、一键查询故障信息、硬件设备检测、多种输入法输入命令以及信息打印的功能；通过疏散软件给控制模块下载定位指示灯具的安装位置及楼层SVG图信息。控制模块为工控机，所谓工控机IPC(Industrial Personal Computer)即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面；工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。

控制器电源模块，用于向控制模块提供电能，并通过控制模块向应急照明控制器单元内各模块供电；

报警模块，用于在故障或火灾发生时向控制模块发出提示信息，并通过显示器模块呈现故障类型和故障位置。当应急照明控制器单元主电源欠压、应急照明控制器单元备用电源的充电器与备用电源之间的连接线开路、短路、或应急照明控制器单元与为其供电的备用电源之间的连接线开路、短路时，报警模块通过控制模块提示应急照明控制器单元发出故障声光信号，并指示故障类型；故障声光信号可手动消除，当有新故障时，故障声信号可再次启动；本系统可实现与火灾报警控制器联动，当火灾发生或应急时，报警模块提示应急照明控制器单元根据预案生成疏散逃生路线，或根据火灾报警控制器的消防联动公式生成逃生路线，及时引导人群疏散，增加了系统的实时性；当通讯线路和灯具发生故障时，报警模块提示应急照明控制器单元发出故障报警信号，并显示故障类型和故障位置；

显示器模块，用于直观显示应急照明控制系统中各单元的工作状态，并在报警模块发出提示时显示故障详情或疏散逃生路线，同时通过显示界面建立与操作人员的联系；该模块为液晶显示屏，如：12寸数字TFT显示屏，能够显示火灾发生部位和现场消防应急灯具的状态；显示的操作界面中，包含：主控电源、搜索框、应急照明控制器、灯具详情、设备详情、网关、日志以及退出等功能按钮。参照图3，当点击“灯具详情”时，显示器模块呈现出的显示界面，操作人员可通过该界面直观看出本系统覆盖下的建筑物中每个层楼消防应急灯具工作状态以及安放位置，并能够操作控制本系统。

智能网关单元，包括数据转换模块、网关控制模块、网关电源模块；该单元用于实现消防应急灯具单元与应急照明控制器单元之间数据信息的无线传输，其施工简易，成本低廉。

数据转换模块，其与网关控制模块双向电连接，该模块集成了精简IP的TCP/IP协议栈，将网络TCP数据包与单片机TTL电平相互转化的中间产品；同时，网关之间可通过485通信总线连接；与以太网模块相结合，两者通过串口进行连接，用于ZigBee网络传输协议与以太网传输协议的转换，并通过该设备实现与外界的互联互通；

网关控制模块，用于对网关单元内的数据转换模块进行控制；

网关电源模块，其与网关控制模块双向电连接，用于向网关控制模块提供电能，并通过网关控制模块向数据转换模块提供工作电压。

消防应急灯具单元，包括消防应急标志灯具和消防应急照明灯具。各灯具分别与智能网关单元无线连接，该消防应急标志灯具指示安全出口，该消防应急照明灯具在火情发生时提供照明，所有灯具分别通过智能网关单元向应急照明控制器单元上传数据信息，并接收其发出的指令信息。其中，消防应急标志灯具用于在火情发生时指示安全出口，引导人员逃生，火灾造成的混乱会使身在现场的人员极难找到安全之地，此时，消防应急标志灯具提供的逃生路线可使其第一时间找到安全出口；消防应急照明灯具用于在火情发生时提供照明，由于建筑物内发生火灾往往会因高温高热以及爆炸等因素导致停电，或因烟雾过浓，从而导致视觉可见范围受限，因此，需要消防应急照明灯具在此刻提供光源。

消防应急标志灯具包括：标志灯具电源模块、标志灯具无线通信模块、标志灯具控制模块以及指示方向模块；其按照GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》标准规定设计生产的，电路上采用型号为CC2530的集成电路控制电路和开关电源电路，灯具外壳符合IP30要求。用于安装在公众场所中，以应付火灾、地震及各种突发事故性而引起停电时，为人员疏散及各种安全作业起指示作用的灯具。此灯具工作时不对周边环境已及能源产生影响。该灯具采用超高亮LED光源，亮度高，寿命长、功耗低；独立地址编码，实时监测灯具状态；不设控制线路，无线传输信息，安装方便。自带电源，成本低廉，内部线路板带有220V/50HZ的高压，由市电给电池充电，停电时由电池给光源供电点亮光源，起疏散人员的指示作用；安装方式为壁挂，灯具背部设有两个安装孔，在墙壁上钉好钢钉，挂上灯具即可。灯具外壳采用优质不锈钢型材、阻燃塑料以及难燃材料装配而成，重量轻，安装方便，使用安全可靠；主要部件有金属、线路板、电池组及电源三芯线等；电池采用镍镉电池组，使用寿命长；采用CC2530作为核心控制器，电路设计有完善的过充、过放电保护，全智能自动故障检测并声光报警功能；消防应急标志灯具具有方向可调功能、蜂鸣器报警和故障报警功能，在火灾发生时，应急照明控制器根据火灾报警信息对标志灯具进行指示方向优化调整。

标志灯具电源模块，用于向标志灯具控制模块提供电能，并通过标志灯具控制模块向消防应急标志灯具中的其他功能模块提供工作电压；

标志灯具控制模块，其与消防应急标志灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急标志灯具；

标志灯具无线通信模块，用于建立消防应急标志灯具与智能网关单元的数据通信；其采用无线保真Wi-Fi、紫蜂ZigBee、蓝牙Bluetooth、超宽带UWB、窄带物联LoRa以及低功耗广域NB-IOT任意一种或多种无线通信方式；

指示方向模块，用于显示方向的，指示逃生路线。

消防应急照明灯具包括照明灯具电源模块、照明灯具无线通信模块以及照明灯具控制模块；其按照国家标准GB 17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》设计，美观耐用，电路采用SMT贴片，微处理器控制技术，性能稳定，可应用在机场、高速化铁路、地铁、大型商场、酒店、写字楼等公共场所出入口、走廊处，在紧急情况下，为疏散或逃生提供照明。结构上采用冷轧板拉伸成型壳体、模具成型阻燃ABS灯头；采用超高亮LED光源，亮度高，寿命长、功耗低；独立地址编码，实时监测灯具状态；总线两线无极性连接，节约成本，施工简便可靠；不设控制线路，无线传输信息，安装方便；自带电源，成本低廉。通过应急照明控制器单元设置该灯具的工作模式，如常亮或者频闪，默认常亮；在发生故障时，可发出故障声光报警提醒，故障声光信号可手动消除，当有新故障时，故障声光信号可再次启动。

照明灯具控制模块，其与消防应急照明灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急照明灯具；

照明灯具电源模块，用于向照明灯具控制模块提供电能，并通过照明灯具控制模块向消防应急照明灯具中的其他功能模块提供工作电压；

照明灯具无线通信模块，用于建立消防应急照明灯具与智能网关单元的数据通信；

照明模块，用于提供照明光源，如日光灯或节能灯。

参照图2，本系统中各楼层区域的应急照明灯具通过智能网关与应急照明控制器无线连接，整个控制系统采用无线方式，实现控制及数据传输等功能，省去了布线的工作，便利施工，降低了成本；应急照明控制器还可接入互联网扩展服务及应用。

以上描述仅是本实用新型的一个具体实例，不构成对本实用新型的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解本实用新型内容和原理后，都可能在不背离本实用新型原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本实用新型思想的修正和改变仍在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线集中式应急照明控制系统，其特征在于，包括：

应急照明控制器单元，其与智能网关单元无线连接，通过智能网关单元接收消防应急灯具单元上传的数据信息并向其下发指令信息，用于实时监控消防应急灯具单元内所有灯具的工作状态，集中控制各个灯具；

所述应急照明控制器单元，包括：

控制模块，其与应急照明控制器单元中的其它功能模块双向电连接，对这些模块进行控制，并通过智能网关单元控制消防应急灯具单元中的所有灯具；

控制器无线通信模块，用于建立应急照明控制器单元与智能网关单元的数据通信；

控制器电源模块，用于向控制模块提供电能，并通过控制模块向应急照明控制器单元内各模块供电；

报警模块，用于在故障或火灾发生时向控制模块发出提示信息；

显示器模块，用于直观显示应急照明控制系统中各单元的工作状态，并在报警模块发出提示时显示故障详情或疏散逃生路线，同时通过显示界面建立与操作人员的联系；

智能网关单元，用于实现消防应急灯具单元与应急照明控制器单元之间数据信息的无线传输；

所述智能网关单元，包括：

数据转换模块，其与网关控制模块双向电连接，用于将ZigBee网络传输协议与以太网传输协议进行转换，实现与外界的互联互通；

网关控制模块，用于对网关单元内的各功能模块进行控制；

网关电源模块，用于向网关控制模块提供电能，并通过网关控制模块向数据转换模块提供工作电压；

消防应急灯具单元，包括消防应急标志灯具和消防应急照明灯具，各灯具分别与智能网关单元无线连接，该消防应急标志灯具指示安全出口，该消防应急照明灯具在火情发生时提供照明，所有灯具分别通过智能网关单元向应急照明控制器单元上传数据信息，并接收其发出的指令信息；

所述消防应急标志灯具，包括：

标志灯具控制模块，其与消防应急标志灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急标志灯具；

标志灯具电源模块，用于向标志灯具控制模块提供电能，并通过标志灯具控制模块向消防应急标志灯具中的其他功能模块提供工作电压；

标志灯具无线通信模块，用于建立消防应急标志灯具与智能网关单元的数据通信；

指示方向模块，用于显示方向，指示逃生路线；

所述消防应急照明灯具，包括：

照明灯具控制模块，其与消防应急照明灯具中的其它功能模块双向电连接，用于控制消防应急照明灯具；

照明灯具电源模块，用于向照明灯具控制模块提供电能，并通过照明灯具控制模块向消防应急照明灯具中的其他功能模块提供工作电压；

照明灯具无线通信模块，用于建立消防应急照明灯具与智能网关单元的数据通信；

照明模块，用于提供照明光源。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述控制器无线通信模块采用无线保真Wi-Fi、紫蜂ZigBee、蓝牙Bluetooth、超宽带UWB、窄带物联LoRa以及低功耗广域NB-IOT，其中任意一种或多种无线通信方式。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述应急照明控制器单元通过运行预先写入控制模块内部的程序实现一键查询启动信息、一键查询故障信息、硬件设备检测、多种输入法输入命令以及信息打印的功能，所述控制模块为工控机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述显示器模块为液晶显示屏，显示界面包含主控电源、搜索框、应急照明控制器、灯具详情、设备详情、网关、日志以及退出按钮。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述故障详情包括故障类型和故障位置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述疏散逃生路线为火灾发生时，控制器模块根据预案或消防联动公式生成的人员逃离建筑物最优路线。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述标志灯具无线通信模块与照明灯具无线通信模块均采用无线保真Wi-Fi、紫蜂ZigBee、蓝牙Bluetooth、超宽带UWB、窄带物联LoRa以及低功耗广域NB-IOT，其中任意一种或多种无线通信方式。