CN208208053U - 便携式火灾报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式火灾报警器，包括监测单元、与该监测单元电连接的采样芯片、与该采样芯片电连接的处理器、以及均与该处理器连接的存储器、定位单元和无线通讯单元。采用本实用新型的便携式火灾报警器，结构采用简单的硬件组成，可以直接被设置成便携式的报警装置，通过实时监测所处环境的烟雾、温度条件进而判断火灾发生，并自动进行提示和报警，实现将灾情能及时通知他人或相关的救援部门，并助于救援人员的位置锁定，缩短发现目标的时间，提升可靠性以及救援效率。并且还辅助有导航、分析等功能单元，可以进一步地便于救援人员了解之后对现场的情况判断和救援实施、以及周围人群的疏散。

Description

便携式火灾报警器

技术领域

本实用新型涉及火灾监测装置技术领域，尤其涉及一种便携式火灾报警器。

背景技术

火灾是对生命安全和财产安全具有极大杀伤力的重大环境安全事故。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。而对于火灾的营救往往是最困难的，因为通常室外、隧道、公共交通工具和室内高大空间的范围比较大，火灾发生时产生的烟雾很难到达房间顶部，或受热障区域的影响人们往往不能及时发现起火位置，无法进行早期火灾检测和预警，消防联动装置难以发挥应有的功能，待到火势发现已经为时已晚无法控制。

目前通常监测火灾是通过在室外、隧道、仓库等地点固定安装用于监测火灾情况的监测传感装置，比如一些感烟探测器、光感探测器、气敏传感器等，但是这些监测装置一方面使用一段时间后可能会失准、而且固定安装之后不方便随时携带和查看。而且已配备的场所中对探测器的可靠性、及其与灭火装置之间的连接及有效性的检查检测也较少，因而存在安全隐患。

同时，以上的监测装置，当检测到灾情时只能通过警报信号(闪光、蜂鸣之类)提供给在一定范围内、且具有这些信息接收能力的人，当超过范围或者人无法接收到这些信息，则无法能对警告音做出相应的响应，从而不能实现向他人自动进行报警的功能；使得其报警功能效果上无法满足更加智能和切实的灾情处理的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种便携式的火灾报警器，旨在提升火灾监测的便利性，能更加准确地实时监测所处移动环境的火灾情况，并在预警之外还能同时向他人发出报警信号，使灾情在各种情形下都能被切实处理。

为实现上述目的，本实用新型提供的便携式火灾报警器，包括监测单元、与该监测单元电连接的采样芯片、与该采样芯片电连接的处理器、以及均与该处理器连接的存储器、定位单元和无线通讯单元；其中，

所述监测单元包括烟雾传感器和温度传感器；所述烟雾传感器用于对周围环境的烟雾浓度进行实时采样生成烟雾浓度电信号，所述温度传感器用于对周围环境的温度进行实时采样生成温度电信号；

所述采样芯片，用于接收所述烟雾浓度电信号和温度电信号，并生成烟雾浓度采样数据和温度采样数据；

所述存储器，用于存储烟雾浓度值标准和温度值标准；

所述处理器，用于接收所述烟雾采样数据和温度采样数据并转换成采样烟雾浓度和采样温度，并分别将采样烟雾浓度与所述烟雾浓度值标准、采样温度与所述温度值标准进行对比，当所述采样烟雾浓度值大于等于烟雾浓度值标准和/或采样温度大于等于温度值标准时生成报警指令；

所述定位单元，用于接收到所述报警指令后，获取当前的定位信息；

所述无线通讯单元，用于接收到所述报警指令后，向指定账号发送含有所述定位信息的报警信号。

优选地，还包括与所述处理器电连接的摄像单元；

所述摄像单元，用于接收到所述报警指令后，采集现场画面信息；

所述无线通讯单元，将所述现场画面信息发送至所述指定账号。

优选地，还包括与所述处理器电连接的分析单元；

所述分析单元，用于对所述温度传感器、烟雾传感器和摄像单元所采集的现场温度、烟雾浓度和现场画面信息进行分析，生成包含火灾类型的分析结果信息；

所述无线通讯单元，将所述分析结果信息发送至所述指定账号。

优选地，还包括与所述处理器电连接的逃生导航单元；

所述逃生导航单元，用于接收到所述报警指令后，根据所述定位信息生成逃生导航信息。

优选地，还包括与所述处理器电连接的声光显示单元；所述声光显示单元包括音频播放器、显示屏和蜂鸣器；其中，

所述蜂鸣器，用于根据所述报警指令进行蜂鸣震动；

所述显示器，用于根据所述报警指令进行报警显示和逃生导航信息显示；

所述音频播放器，用于根据所述报警指令进行播报。

优选地，所述烟雾探测传感器包括光学迷宫、以及设置于该光学迷宫两侧的红外发射模块和红外接收模块；

所述红外发射模块和红外接收模块的光线的对射角度夹角在130～140度之间；和/或，所述红外发射模块发出的红外线为脉冲式红外线；和/或，所述脉冲红外的脉冲间隔时间相同、脉冲宽度逐渐减小。

优选地，所述定位单元包括GPS定位模块和网络辅助定位模块。

优选地，所述定位信息包括所处位置的经度和纬度信息；

和/或，所述定位信息包括所处位置的城市、区域、建筑名称、楼层的信息。

优选地，所述指定号码包括119火警报警电话、110事故报警电话或用户设定的固定电话、手机电话、报警微信、报警微博中的至少一种。

优选地，所述无线通讯单元通过4G、WIFI或基站信号服务中的至少一种与所述指定账号无线通信。

采用本实用新型的便携式火灾报警器，结构采用简单的硬件组成，可以直接被设置成便携式的报警装置，通过实时监测所处环境的烟雾、温度条件进而判断火灾发生，并自动进行提示和报警，实现将灾情能及时通知他人或相关的救援部门，并助于救援人员的位置锁定，缩短发现目标的时间，提升可靠性以及救援效率。并且还辅助有导航、分析等功能单元，可以进一步地便于救援人员了解之后对现场的情况判断和救援实施、以及周围人群的疏散。

附图说明

图1为本实用新型的便携式火灾报警器结构示意图；

图2为图1中烟雾传感器的示意图。

具体实施方式

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种便携式的火灾报警器，其硬件结构如图1所示，包括监测单元10、与该监测单元10电连接的采样芯片20、与该采样芯片20电连接的处理器30、以及均与该处理器30电连接的存储器40、定位单元50和无线通讯单元60；其中，

监测单元10，进一步包括烟雾传感器11和温度传感器12。烟雾传感器11用于将周围环境中的烟雾浓度转换成烟雾电信号，从而实现实时监测周围环境中的烟雾浓度；温度传感器12用于将周围环境的温度转换成温度电信号，从而实现实时监测周围环境中的温度情况；将烟雾浓度和温度这两个条件共同结合作为火灾事件的发生状况；

采样芯片20，用于接收监测单元10生成的烟雾电信号和温度电信号，并对烟雾电信号和温度电信号进行处理，生成烟雾采样数据和温度采样数据；

处理器30，用于接收采样数据，并将采样数据中的采样烟雾浓度值与烟雾浓度值标准、采样温度值与温度值标准进行对比，当采样烟雾浓度值大于等于烟雾浓度值标准、和/或采样温度值大于等于温度值标准时生成报警指令；

存储器40，用于存储烟雾浓度值标准和温度值标准；

定位单元50，用于接收到处理器30的报警指令后，获取当前的定位信息；

无线通讯单元60，用于接收到处理器30的报警指令后，并根据报警指令生成报警信息后发送至指定账号；当然为了便于进行救援，无线通讯单元60在向指定号码发送报警信息时还一并发送定位单元50的定位信息，这样接收到报警信号的指定账号能一并获取灾情发生的地点，而缩短了位置搜寻的时间。

进一步，定位单元50具体可以采用GPS卫星定位或者网络辅助定位实现。无论所监测到报警器所处的地点，都可以通过GPS定位告知救援人员具体位置，从而缩短救援人员确定目前的时间。具体，在处理器30判定采样数据值超过标准时，可以控制定位单元50开启，产生对报警器所处位置进行定位的经度和纬度信息。此外，网络辅助定位，还可以利用网络路由器所绑定的位置来确定定位信息，比如：报警器当前所连接的无线网络由A市B区C栋建筑中的D咖啡厅提供，也就是说，所述定位信息还可以包括所处位置的城市、区域、建筑名称、楼层等信息。

当然，在实施过程中本实用新型中优选采用这两种GPS定位模块和网络辅助定位模块的硬件组合定位的结合，原因在于：GPS是采用地球卫星来定位的、其在平面上的精确度非常高，网络辅助定位是通过路由器或基站等来定位的，可进行楼层的纵向定位或对GPS定位进行辅助补充或确认，通过两种方式共同保证位置信息的精准性。

进一步，无线通讯单元60通过4G、WIFI、基站信号服务的方式与报警账号或指定账号进行无线通信。其中指定账号可以是常用的“119”火警报警电话、“110”事故报警电话、也可以是用户设定的其他消防点的固定电话、手机电话、报警微信、报警微博等等相关报警联系地址。而通讯的方式基于上述4G、WIFI、基站信号、或/和短信息服务等不同的类型，可以是发送视频、语音、短消息、彩信、电子邮件中的一种或者多种方式；视频、语音可以采用播放预设的报警求助录音，并播放定位信息；而短消息、彩信等方式是将存储预设的报警求助文本及定位信息打包进行发送至以上描述的指定账号。

本实用新型主要基于对外部环境的烟雾/温度监测，当监测中其中至少某一项参数高于存储器40中存储的参数时，发出报警。存储器40中存储的参数，并不是恒定长久不变的，而是可以根据季节和环境进行调整的。比如并不是固定不变的，而是根据对应的时间/环境设定进行相应变化的，比如不同的季节、不同的时间阶段(比如雾霾季节和非雾霾季节的烟雾浓度本身存在背景干扰、早晨环境温度处于升温阶段时、与傍晚环境温度降温阶段时)，对应的标准值可以进行相应的调整。

进一步，本实用新型的便携式的报警器还包括与处理器30电连接的摄像单元70，在接收到处理器30的报警指令后，用于采集现场画面信息；采集的现场画面能更加进一步精确地反映灾情信息，便于消防人员判定现场情况、危险程度、空间大小、制定救援计划等等。无线通讯单元60在接收到报警指令后，根据报警指令将所采集到的现场画面信息发送至指定账号。摄像单元70实施中采用比较常用的摄像头即可，成本低且控制简单。

更进一步，为了便于对报警信息进行更加精准地发生的灾情进行预判、便于救援人员接收后能对其程度有了解，在处理器30上还连接有分析单元80，在接收到处理器30的报警指令后，用于对温度传感器12、烟雾传感器11和摄像单元70所采集的现场的温度、烟雾浓度、现场画面和燃烧物进行分析，以生成对火灾类型的初判结果，比如初步形成根据燃烧物不同的A～F类火灾(其中A类指固体物质火灾，如木材、干草、煤炭、棉等火灾；B类指液体或可熔化的固体物质火灾，如煤油、柴油、原油、甲醇等火灾；C类指气体火灾，如煤气、天然气、甲烷、氢气等火灾；D类指金属火灾，如钾、钠、镁、铝镁合金等火灾；E类指带电火灾，物体带电燃烧的火灾；F类指烹饪器具内的烹饪物火灾)。直接将这些分析之后的分析结果信息发送至关联账户，更加便于救援人员了解之后对现场的情况判断和救援实施。

便携式火灾报警器的结构中，还具有与处理器30连接的逃生导航单元90，结合定位单元50的定位信息，在接收到处理器30的报警指令后，结合逃生路线生成实时的逃生导航信息；该导向信息可以提示周围的人员进行疏散，便于周围人员对逃生路线进行知悉和识别，更好地降低人员伤亡。当然，逃生导航单元90生成逃生导航信息可以存储在以上存储器40中，这样可以尽可能地简化硬件存储结构的数量。同时本实用新型还可以在报警器的外壳上固定安装与处理器30连接的声光显示单元100，声光显示单元100具体可以包括音频播放器101、显示屏102、蜂鸣器103；其中，音频播放器101用于向周围的人员自动播报实时情况、以及宣布逃生警戒、逃生导航信息，并且将音量调至最大；显示屏102和蜂鸣器103分别用于显示逃生导航信息和进行蜂鸣报警。其中，本实用新型中采用的蜂鸣器103的声压级的大小不低于80分贝。

进一步报警器结构的设计中，监测单元10中采用的烟雾传感器11和温度传感器12，可以设置在报警器的表面或者靠近表面的位置，要使空气中的烟雾能扩散至烟雾传感器11内被识别和检测，因此需要保证烟雾探测传感器10的烟气通道，使烟雾能进入到烟雾探测传感器11的光学迷宫内。比如，技术人员在设计时可以采用将该烟雾探测传感器11设置于报警器表面、或者靠近有孔的位置与外孔连通，这样使烟雾探测传感器11与外界连通，从而能实时监测到所处环境的烟雾情况。其中，

本实用新型的烟雾传感器11优选采用精准度更高的红外光束感烟探测器，其结构参见图2所示，包括光学迷宫110、以及设置于光学迷宫110两侧的红外发射模块111和红外接收模块112，且从图中还可以看出红外发射模块111和红外接收模块112红外光线的对射角度夹角为130～140度(最优选采用135度设计，接收散射光的效果最好)；当环境中无烟雾时，红外接收模块112接收不到红外发射模块111发出的红外光，红外接收模块112由于基本接收不到红外光因此无电信号变化；当环境中有烟雾时，烟雾颗粒进入迷宫内使红外发射模块111发出的红外光发生散射，散射的红外光的强度与烟雾浓度有一定线性关系，红外接收模块112接收到散射红外光信号增强，即可产生电信号变化；因此通过该信号变化即可实现环境中烟雾浓度的检测。进一步，在本实用新型中，红外发射模块111的红外发射采用脉冲信号，以降低干扰和降低功耗。实施中，红外发射模块111可以采用发出一组n个40Khz调制脉冲串提供给红外发射，单个调制脉冲间隔时间相同，脉冲宽度不同，脉冲宽度可以采用逐渐减小的方式进行，本案中在这里不做限定，两组调制脉冲串之间的间隔时间为3秒钟，这样保证光信号的稳定和检测准确性。以40Khz红外线调制脉冲检测烟雾浓度，可有效的抑制外界干扰，迷宫所具有的隧道式的腔体结构以及其上所具有的挡光扇叶的结构等，都能有效的阻止外界光线的进入，从而即使模块工作在很强的光照环境下，传感器也能可靠的工作。

采用本实用新型的便携式火灾报警器，结构采用简单的硬件组成，可以直接被设置成便携式的报警装置，通过实时监测所处环境的烟雾、温度条件进而判断火灾发生，并自动进行提示和报警，实现将灾情能及时通知他人或相关的救援部门，并助于救援人员的位置锁定，缩短发现目标的时间，提升可靠性以及救援效率。并且还辅助有导航、分析等功能单元，可以进一步地便于救援人员了解之后对现场的情况判断和救援实施、以及周围人群的疏散。

本实用新型的便携式火灾报警器，其火灾报警监测和报警功能实现和各硬件的工作流程原理，具体包括如下步骤：

S1，开启烟雾探测传感器11和温度传感器12，实时检测周围环境中的烟雾浓度和周围环境的温度，产生烟雾电信号和温度电信号，并将烟雾电信号和温度电信号发送至采样芯片20；

S2，采样芯片20接收烟雾探测传感器11和温度传感器12的电信号生成关于烟雾和温度的采样数据，并将采样数据发送至处理器30；

S3，处理器30接收采样芯片20的采样数据，并将采样数据进行计算生成烟雾采样浓度值和温度采样值后，分别与存储器40中固定存储的烟雾浓度值标准和温度值标准进行比较；当烟雾采样浓度值和/或温度采样浓度值至少其中之一大于等于标准时生成报警信息，发送报警指令至定位单元50、通信单元60、摄像单元70、分析单元80、逃生导航单元90和声光显示单元100执行以下步骤S4；否则，处理器30不生成报警指令，继续转至步骤S1继续检测周围环境中的烟雾浓度和温度；

S4，定位单元50接收处理器30的报警指令后，开启定位功能对便携式火灾报警器所处位置进行定位，产生对手机位置进行定位的经度定位信息和纬度定位信息；

S5、摄像单元70根据处理器30的报警指令后，采集现场画面信息；

S6、分析单元80根据处理器30的报警指令，对温度传感器12、烟雾传感器11和摄像单元70所采集的现场的温度、烟雾浓度、现场画面和燃烧物进行分析，生成关于火灾类型、大小程度等分析结果信息；

S7，无线通讯单元60根据报警指令用具有的4G通信、WIFI通信、基站通信等方式，通过视频、语音、短消息、彩信、电子邮件中的一种或者多种将含有定位信息的报警指令发送至“119”火警报警电话、“110”事故报警电话、也可以是用户设定的其他消防点的固定电话、手机电话、报警微信、报警微博等等关联号码；

S8，逃生导航单元90根据报警指令结合定位单元50的定位信息，生成实时的逃生导航信息；

S9，音频播放器101、显示屏102和蜂鸣器103根据报警指令进行显示播放和蜂鸣报警，向周围的人员自动播报实时情况、以及宣布逃生警戒、逃生导航信息。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种便携式火灾报警器，其特征在于，包括监测单元、与该监测单元电连接的采样芯片、与该采样芯片电连接的处理器、以及均与该处理器连接的存储器、定位单元和无线通讯单元；其中，

所述监测单元包括烟雾传感器和温度传感器；所述烟雾传感器用于对周围环境的烟雾浓度进行实时采样生成烟雾浓度电信号，所述温度传感器用于对周围环境的温度进行实时采样生成温度电信号；

所述采样芯片，用于接收所述烟雾浓度电信号和温度电信号，并生成烟雾浓度采样数据和温度采样数据；

所述存储器，用于存储烟雾浓度值标准和温度值标准；

所述处理器，用于接收所述烟雾浓度采样数据和温度采样数据并转换成采样烟雾浓度和采样温度，并分别将采样烟雾浓度与所述烟雾浓度值标准、采样温度与所述温度值标准进行对比，当所述采样烟雾浓度值大于等于烟雾浓度值标准和/或采样温度大于等于温度值标准时生成报警指令；

所述定位单元，用于接收到所述报警指令后，获取当前的定位信息；

所述无线通讯单元，用于接收到所述报警指令后，向指定账号发送含有所述定位信息的报警信号；

还包括与所述处理器电连接的逃生导航单元；

所述逃生导航单元，用于接收到所述报警指令后，根据所述定位信息生成逃生导航信息。

2.如权利要求1所述的便携式火灾报警器，其特征在于，还包括与所述处理器电连接的摄像单元；

所述摄像单元，用于接收到所述报警指令后，采集现场画面信息；

所述无线通讯单元，将所述现场画面信息发送至所述指定账号。

3.如权利要求2所述的便携式火灾报警器，其特征在于，还包括与所述处理器电连接的分析单元；

所述分析单元，用于对所述温度传感器、烟雾传感器和摄像单元所采集的现场温度、烟雾浓度和现场画面信息进行分析，生成包含火灾类型的分析结果信息；

所述无线通讯单元，将所述分析结果信息发送至所述指定账号。

4.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，还包括与所述处理器电连接的声光显示单元；所述声光显示单元包括音频播放器、显示屏和蜂鸣器；其中，

所述蜂鸣器，用于根据所述报警指令进行蜂鸣震动；

所述显示屏，用于根据所述报警指令进行报警显示和逃生导航信息显示；

所述音频播放器，用于根据所述报警指令进行播报。

5.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，所述烟雾传感器包括光学迷宫、以及设置于该光学迷宫两侧的红外发射模块和红外接收模块；

所述红外发射模块和红外接收模块的光线的对射角度夹角在130～140度之间；和/或，所述红外发射模块发出的红外线为脉冲式红外线；和/或，所述脉冲红外的脉冲间隔时间相同、脉冲宽度逐渐减小。

6.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，所述定位单元包括GPS定位模块和网络辅助定位模块。

7.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，所述定位信息包括所处位置的经度和纬度信息；

和/或，所述定位信息包括所处位置的城市、区域、建筑名称、楼层的信息。

8.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，所述指定账号包括119火警报警电话、110事故报警电话或用户设定的固定电话、手机电话、报警微信、报警微博中的至少一种。

9.如权利要求1至3任一项所述的便携式火灾报警器，其特征在于，所述无线通讯单元通过4G、WIFI或基站信号服务中的至少一种与所述指定账号无线通信。