CN209028762U - 一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统 - Google Patents
一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，属于物联网技术领域，包括数个无线联动火灾探测报警器、数个LoRaWAN网关、网络管理服务器、应用管理服务器、联动报警服务器和管理终端，解决了为相邻的多个火灾探测器能实现联动探测并在相邻空间同时实现联动报警提供系统构架的技术问题，本实用新型改变单个报警器报警方式，实现了相邻报警器自动联动报警，当某处火灾发生触发报警后，可以实现相邻区域的报警器同时发出本地声光报警，可以及时通知相邻人员撤离，弥补了现有本地报警和无线手机报警的缺陷；本实用新型采用多种算法推算，可以根据火灾伤害半径，自动关联邻近范围内报警器；本实用新型基于LoRaWAN的低功耗广域技术，实现报警器电池长期供电。
Description
技术领域
本实用新型属于物联网技术领域，特别涉及一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统。
背景技术
随着城市化进程加快，火灾隐患数量不断增加，人民消防意识逐渐提高，安装火灾探测报警器得到一定程度的普及，在防火减灾方面发挥了作用。为了有效预防和遏制重、特大火灾尤其是群死群伤消防事故，消防部门要求在一些不适合安装有线火灾探测报警器的场所推广安装独立式火灾探测报警器或者无线火灾探测报警器，如学校宿舍、出租屋、住宅楼宇等人群密集场所，起到了预防火灾的作用，但是上述报警器还存在一些缺陷和不足，独立式探测报警器只能本地声光报警提示，实现点对点单一空间内的探测报警，人不在现场收不到报警信息。无线火灾探测报警器采用NB-IoT或者LoRa技术，在本地声光报警的同时，通过网络将报警信息发送电脑或者手机上，报警方式采用电话、短信、微信等，可以将报警信息推送给有关人员，及时采取措施，缺点是必须随时携带电脑或者手机，也会出现未及时查看造成漏收报警的情况。以上两种方式都存在很大的局限性，在火灾发生时，不能有效的将报警信息及时发送给起火点的左邻右舍，不能及时通知相邻人员疏散，错失逃生良机，从而造成更大的损失。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，解决了为相邻的多个火灾探测器能实现联动探测并在相邻空间同时实现联动报警提供系统构架的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，包括数个无线联动火灾探测报警器、数个LoRaWAN网关、网络管理服务器、应用管理服务器、联动报警服务器和管理终端，所有无线联动火灾探测报警器和所有LoRaWAN网关组成LoRaWAN网络，每一个LoRaWAN网关与多个无线联动火灾探测报警器通信；
LoRaWAN网络还包括所述网络管理服务器和所述应用管理服务器；
所有所述LoRaWAN网关均通过网线与所述网络管理服务器通信，所述网络管理服务器通过网线与所述应用管理服务器通信；
所述应用管理服务器通过互联网与所述无线联动火灾探测报警器通信，所述无线联动火灾探测报警器通过互联网与管理终端通信。
优选的，所述无线联动火灾探测报警器与所述LoRaWAN网关通信时，所述LoRaWAN网关选择与自身的信道和频点相同的所述无线联动火灾探测报警器进行通信。
优选的，所述无线联动火灾探测报警器包括MCU微处理器、LoRaWAN模块、声光报警模块、气体检测模块、测温模块和电池，气体检测模块和测温模块分别为烟感传感器和温感传感器，烟感传感器和温感传感器分别与MCU微处理器的两组IO口连接，声光报警模块为警号，警号连接MCU微处理器的一组IO口，LoRaWAN模块通过SPI接口连接MCU微处理器。
优选的，所述LoRaWAN芯片的型号为SX1301；所述MCU微处理器为ARM9处理器；所述烟感传感器和所述温感传感器均为输出为开关量信号的烟感传感器和温感传感器；所述警号的型号为103声光警号；所述LoRaWAN网关的型号为ZYLW001-LoRaWAN网关。
优选的，所述管理终端包括移动端和WEB端，所述移动端为手机和平板电脑；所述WEB端为PC电脑。
本实用新型所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，解决了为相邻的多个火灾探测器能实现联动探测并在相邻空间同时实现联动报警提供系统构架的技术问题，第一时间多方式通知周边邻近人员，采取措施及时疏散；本实用新型改变单个报警器报警方式，实现了相邻报警器自动联动报警，当某处火灾发生触发报警后，可以实现相邻区域的报警器同时发出本地声光报警，可以及时通知相邻人员撤离，弥补了现有本地报警和无线手机报警的缺陷；本实用新型采用多种算法推算，可以根据火灾伤害半径，自动关联邻近范围内报警器；本实用新型基于LoRaWAN的低功耗广域技术，实现报警器电池长期供电。
附图说明
图1是本实用新型的联动报警系统架构示意图；
图2是本实用新型的联动报警策略生成示意图；
图3是本实用新型的联动报警服务实施示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的本实用新型的目的是提供一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，解决了相邻的多个火灾探测器联动探测并在相邻空间同时联动报警的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，包括数个无线联动火灾探测报警器、数个LoRaWAN网关、网络管理服务器、应用管理服务器、联动报警服务器和管理终端，所有无线联动火灾探测报警器和所有LoRaWAN网关组成LoRaWAN网络，每一个LoRaWAN网关与多个无线联动火灾探测报警器通信；
LoRaWAN网络还包括所述网络管理服务器和所述应用管理服务器；
所有所述LoRaWAN网关均通过网线与所述网络管理服务器通信，所述网络管理服务器通过网线与所述应用管理服务器通信；
所述应用管理服务器通过互联网与所述无线联动火灾探测报警器通信，所述无线联动火灾探测报警器通过互联网与管理终端通信。
没有火灾时，所有无线联动火灾探测报警器均处于接收状态，当有一个无线联动火灾探测报警器发出报警时，该报警信号被通过LoRaWAN网络传送到联动报警服务器中，联动报警服务器通过LoRaWAN网络下发关联报警指令，接收到关联报警指令的无线联动火灾探测报警器通过自身的警号实施报警。
优选的，所述无线联动火灾探测报警器与所述LoRaWAN网关通信时，所述LoRaWAN网关选择与自身的信道和频点相同的所述无线联动火灾探测报警器进行通信。
无线联动火灾探测报警器中的LoRaWAN模块在出厂时可能会采用不同的信道和频点，本实用新型采用多个LoRaWAN网关的方式，支持多信道和频点，为现场更换设备及其安装设备带来了便利。
优选的，所述无线联动火灾探测报警器包括MCU微处理器、LoRaWAN模块、声光报警模块、气体检测模块、测温模块和电池，气体检测模块和测温模块分别为烟感传感器和温感传感器，烟感传感器和温感传感器分别与MCU微处理器的两组IO口连接，声光报警模块为警号，警号连接MCU微处理器的一组IO口，LoRaWAN模块通过SPI接口连接MCU微处理器。
优选的，所述LoRaWAN芯片的型号为SX1262；所述MCU微处理器为CORTEX-M0处理器；所述烟感传感器和所述温感传感器均为输出为开关量信号的烟感传感器和温感传感器；所述警号的型号为103声光警号；所述LoRaWAN网关的型号为ZYLW001-LoRaWAN网关。
所述烟感传感器和所述温感传感器均为数字传感器，其输出信号为开关量信号，当MCU微处理器通过IO口检测到所述烟感传感器和所述温感传感器的输出信号变化时，即确定有火灾报警。
103声光警号为3V供电的声光报警器，MCU微处理器通过IO口直接控制其是否开启报警。
SX1262通过SPI接口与MCU微处理器通信。
优选的，所述管理终端包括移动端和WEB端，所述移动端为手机和平板电脑；所述WEB端为PC电脑。
管理终端提供APP客户端和WEB页面，用户可以通过手机或者WEB网页来实现录入报警器安装维护信息、查看报警器工作状态、管理和设置报警方式，提供人工远程触发报警器报警等功能。同时，关联报警服务器还通过互联网向用户设定的手机或终端电脑推送报警信息。
实施例2：
如图2-图3所示，实施例2所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警方法是在实施例1所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统的基础上实现的，实施例2是实施例1的一种实现方法，实施例1所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统不依赖实施例2提供的方法，包括如下步骤：
步骤1：建立一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，将所有无线联动火灾探测报警器均安装在火灾妨害监控区域，记录所有无线联动火灾探测报警器的编号和位置信息，并录入联动报警服务器；
所述位置信息包括经度、维度和高度；
步骤2：联动报警服务器设定一个无线联动火灾探测报警器为中心节点，以中心节点为中心，关联火灾伤害模型，计算出火灾伤害范围；
步骤3:联动报警服务器读取处于火灾伤害范围内的所有无线联动火灾探测报警器的编号和位置信息，并进行汉明距离的计算，生成汉明距离数据集；
步骤4：联动报警服务器预设一个汉明距离限定条件和一个火灾伤害半径限定条件；
联动报警服务器根据汉明距离限定条件、火灾伤害半径限定条件和汉明距离数据集进行最近邻分类算法处理，找出处于中心节点邻近范围内的所有无线联动火灾探测报警器编号和汉明距离数据集，生成设备编码列表和汉明距离列表，并将中心节点及其邻近范围内的所有无线联动火灾探测报警器组成一个联动网络组；联动网络组包括所有在联动网络组中的无线联动火灾探测报警器的编号、信道和频点；
无线联动火灾探测报警器的位置数据经汉明距离算法处理可以快速处理得到若干无线联动火灾探测报警器与报警中心点的无线联动火灾探测报警器的汉明距离波动范围。
汉明距离：作为一种衡量特征距离的计算方法，主要找到两个特征之间的差异大小或相似性。
汉明距离可以得到被观测设备与报警源设备的位置数据的波动幅度差异与火灾伤害半径的相关性，而最近邻分类算法，将在前者的基础上再次以欧式距离处理前者分类得到的设备位置数据，最终获得与报警中心点设备最近邻的设备数据集。
联动报警服务器根据中心节点、设备编码列表和汉明距离列表生成报警联动策略；
步骤5：重复执行步骤2到步骤4，直到所有无线联动火灾探测报警器均被生成报警联动策略；
联动报警服务器根据报警联动策略制作报警联动策略列表；
联动报警服务器根据联动网络组制作联动网络组列表；
步骤6：联动报警服务器将联动网络组列表下发给应用管理服务器，应用管理服务器在传递给网络管理服务器进行存储；
步骤7：当某一个无线联动火灾探测报警器A发出火灾报警时，无线联动火灾探测报警器A通过LoRaWAN网络将报警信息和自身的编号发送到与其信道和频点相同的LoRaWAN网关上，LoRaWAN网关将报警信息、自身的网关编号、无线联动火灾探测报警器A的编号、信道、频点、场强、信噪比和接收时间均发送给网络管理服务，网络管理服务器转发给应用管理服务器，应用管理服务器制作数据包，数据包包括接收时间、接收网关的编号、信道、频点、场强、信噪比和无线联动火灾探测报警器A的编号；
步骤8：应用管理服务器将数据包发送给联动报警服务器，联动报警服务器根据报警联动策略列表，读取与无线联动火灾探测报警器A的报警联动策略，并制作报警联动控制信息，报警联动控制信息包括在无线联动火灾探测报警器A的报警联动策略中所有相关的无线联动火灾探测报警器的编号；
联动报警服务器为用户提供人机操作界面，为用户展示报警联动控制信息，用户核对后在人机操作界面上确定报警联动控制信息；
联动报警服务器将报警联动控制信息下发给应用管理服务器、应用管理服务器在转发给网络管理服务器并保存，网络管理服务器根据报警联动控制信息，并通过LoRaWAN网络向所有相关的无线联动火灾探测报警器发出报警指令；
步骤9：所有接收到报警指令的无线联动火灾探测报警器通过自身的声光报警模块发出报警；
步骤10：火灾结束后，用户通过人机操作界面向联动报警服务器输入报警解除指令，联动报警服务器将报警解除指令下发给应用管理服务器，应用管理服务器转发给网络管理服务器，网络管理服务器向报警联动控制信息中所有相关的无线联动火灾探测报警器发送报警解除指令；
步骤11：所有接收到报警解除指令的无线联动火灾探测报警器关闭自身的声光报警模块的报警。
本实用新型所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，解决了为相邻的多个火灾探测器能实现联动探测并在相邻空间同时实现联动报警提供系统构架的技术问题，第一时间多方式通知周边邻近人员，采取措施及时疏散；本实用新型改变单个报警器报警方式，实现了相邻报警器自动联动报警，当某处火灾发生触发报警后，可以实现相邻区域的报警器同时发出本地声光报警，可以及时通知相邻人员撤离，弥补了现有本地报警和无线手机报警的缺陷；本实用新型采用多种算法推算，可以根据火灾伤害半径，自动关联邻近范围内报警器；本实用新型基于LoRaWAN的低功耗广域技术，实现报警器电池长期供电。
Claims (5)
1.一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，其特征在于：包括数个无线联动火灾探测报警器、数个LoRaWAN网关、网络管理服务器、应用管理服务器、联动报警服务器和管理终端，所有无线联动火灾探测报警器和所有LoRaWAN网关组成LoRaWAN网络，每一个LoRaWAN网关与多个无线联动火灾探测报警器通信；
LoRaWAN网络还包括所述网络管理服务器和所述应用管理服务器；
所有所述LoRaWAN网关均通过网线与所述网络管理服务器通信，所述网络管理服务器通过网线与所述应用管理服务器通信；
所述应用管理服务器通过互联网与所述无线联动火灾探测报警器通信，所述无线联动火灾探测报警器通过互联网与管理终端通信。
2.如权利要求1所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，其特征在于：所述无线联动火灾探测报警器与所述LoRaWAN网关通信时，所述LoRaWAN网关选择与自身的信道和频点相同的所述无线联动火灾探测报警器进行通信。
3.如权利要求1所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，其特征在于：所述无线联动火灾探测报警器包括MCU微处理器、LoRaWAN模块、声光报警模块、气体检测模块、测温模块和电池，气体检测模块和测温模块分别为烟感传感器和温感传感器，烟感传感器和温感传感器分别与MCU微处理器的两组IO口连接，声光报警模块为警号，警号连接MCU微处理器的一组IO口，LoRaWAN模块通过SPI接口连接MCU微处理器。
4.如权利要求3所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，其特征在于：所述LoRaWAN芯片的型号为SX1262；所述MCU微处理器为CORTEX-M0处理器；所述烟感传感器和所述温感传感器均为输出为开关量信号的烟感传感器和温感传感器；所述警号的型号为103声光警号；所述LoRaWAN网关的型号为ZYLW001 LoRaWAN网关。
5.如权利要求1所述的一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统，其特征在于：所述管理终端包括移动端和WEB端，所述移动端为手机和平板电脑；所述WEB端为PC电脑。
Priority Applications (1)
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| CN201821795117.3U CN209028762U (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 一种基于LoRaWAN的火灾探测联动报警系统 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN110354432A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-22 | 湖南匡楚科技有限公司 | 一种基于可靠数据分析控制平台的社区智能消防系统 |
| CN112782350A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 气体报警方法、系统及机器可读存储介质 |
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2018
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