CN220649781U - 火焰探测器及火焰探测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种火焰探测器及火焰探测系统，能够解决现有技术中火焰探测器功耗较高的问题。该火焰探测器包括：壳体；处理器，设于所述壳体；红外识别传感器，连接于所述处理器以用于接收火焰特有波段信号；图像采集模块，连接于所述处理器以用于在所述红外识别传感器识别到火焰特有波段信号后采集图像；第一短距离无线通信模块，连接于所述处理器，用于转发所述图像采集模块采集的图像；第一蜂窝通信模块，连接于所述处理器，用于上传所述图像采集模块采集的图像。

Description

火焰探测器及火焰探测系统

技术领域

本申请涉及火焰探测领域，特别是涉及一种火焰探测器及火焰探测系统。

背景技术

常见的火焰探测产品基于红外识别或机器视觉，这是以消防探测为基本需求的产品设计思路，需要可靠识别实际火焰并确保火焰报警的低误报率。

为了降低误报率，现有技术中的火焰探测器一般联合采用两种识别方式，首先采用低成本红外探测视野内的异常热点，再通过拍照来进行确认。

但是现有技术中的每个火焰探测器功耗较高，要么需要为每个火焰探测器布线而导致成本较高，要么电池续航较短而频繁更换电池。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种火焰探测器及火焰探测系统，以解决现有技术中火焰探测器功耗较高的问题，可以提高火焰探测产品的续航能力并降低成本。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请提供一种火焰探测器，包括：

壳体；

处理器，设于所述壳体；

红外识别传感器，连接于所述处理器以用于接收火焰特有波段信号；

图像采集模块，连接于所述处理器以用于在所述红外识别传感器识别到火焰特有波段信号后采集图像；

第一短距离无线通信模块，连接于所述处理器，用于转发所述图像采集模块采集的图像；

第一蜂窝通信模块，连接于所述处理器，用于上传所述图像采集模块采集的图像。

可选地，所述红外识别传感器包括：第一红外识别传感器和不同于所述第一红外识别传感器的第二红外识别传感器。

可选地，所述第一红外识别传感器为中心波长为4.2微米的红外传感器；所述第二红外识别传感器为中心波长为5.0微米的红外传感器。

可选地，所述火焰探测器还包括：

摄影补光灯，连接于所述处理器。

可选地，所述壳体中对应于所述第一红外识别传感器、所述第二红外识别传感器、所述摄影补光灯、以及所述图像采集模块的开孔均设于所述壳体的第一侧；其中，所述摄影补光灯包括第一摄影补光灯和第二摄影补光灯，所述第一摄影补光灯和所述第二摄影补光灯设于所述图像采集模块的两侧。

可选地，所述第一短距离无线通信模块和第一蜂窝通信模块的天线突出于所述壳体的第二侧；其中，所述第一侧和所述第二侧为相对的两侧。

可选地，所述火焰探测器还包括：

电池，连接于所述处理器。

第二方面，本申请提供一种火焰探测系统，包括：

第一方面中任一项所述的火焰探测器；

信号转发装置，包括第二短距离无线通信模块和第二蜂窝通信模块；所述第二短距离无线通信模块用于接收所述第一短距离无线通信模块发送的图像；所述第二蜂窝通信模块用于上传所述第二短距离无线通信模块接收的所述图像。

可选地，所述第一短距离无线通信模块和所述第二短距离无线通信模块为Lora模块或者蓝牙模块。

可选地，所述第一蜂窝通信模块和所述第二蜂窝通信模块为4G通信模块或5G通信模块。

基于上述火焰探测器，本申请通过将火焰探测器中的图像数据通过短距离无线通信模块发送到信号转发装置中，由信号转发装置负责功耗较高的图像数据长距离上传功能，降低了火焰探测器的功耗，可以增加火焰探测器的电池续航时间；并且，一个信号转发装置可以连接多个火焰探测器，只需给信号转发装置布线即可，降低了布线成本，解决了现有技术中火焰探测器功耗较高的问题，即可以提高火焰探测产品的续航能力，又能降低成本。

本申请提供的火焰探测系统，与火焰探测器属于同一发明构思，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请一示例性实施例提供的一种火焰探测系统的应用场景示意图；

图2为图1中火焰探测器的立体图；

图3为图1中火焰探测器的爆炸图；

图4为本申请一示例性实施例提供的一种基于火焰探测系统的火焰探测方法的流程示意图；

图5为本申请一示例性实施例提供的另一种火焰探测方法的流程示意图；

图6为火焰位于36米处的探测实验数据图；

图7为火焰位于36米处的另一探测实验数据图；

图8为火焰位于48米处的探测实验数据图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本申请的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本申请的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本申请实施例的目的。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参照图1为本申请一示例性实施例提供的一种火焰探测系统的应用场景示意图。如图1所示，本申请实施例首先提供了一种火焰探测系统，包括火焰探测器10和信号转发装置20。接下来，对火焰探测器10和信号转发装置20进行一一介绍。

请参照图1，图2和图3，图2为图1中火焰探测器的立体图，图3为图1中火焰探测器的爆炸图。如图2和图3所示，该火焰探测器10包括：壳体11；处理器12，设于壳体11内；红外识别传感器14，连接于处理器12以用于接收火焰特有波段信号；图像采集模块130，连接于所述处理器12以用于在所述红外识别传感器14识别到火焰特有波段信号后采集图像；第一短距离无线通信模块15，连接于所述处理器12，用于转发所述图像采集模块130采集的图像；第一蜂窝通信模块（图中未示出），连接于所述处理器12，用于向云端服务器30上传所述图像采集模块130采集的图像。

其中，如图2和图3所示，壳体11可以包括一个底盖112和罩设于底盖112的罩壳111。罩壳111罩设于底盖112上以形成具有空腔的类矩形块，火焰探测器10的元器件可以设置于所述空腔内。

可选地，如图3所示，红外识别传感器14包括：第一红外识别传感器141和不同于所述第一红外识别传感器141的第二红外识别传感器142。

具体地，第一红外识别传感器141为中心波长为4.2微米的红外传感器；第二红外识别传感器为中心波长为5.0微米的红外传感器。

需要说明的是，第一红外识别传感器和第二红外识别传感器也可以替换为其它中心波长红外传感器，只要第一红外识别传感器能够识别到火焰特有波段信号以及第二红外识别传感器能够识别到环境干扰波段信号即可。

可选地，火焰探测器10还可以包括：摄影补光灯，连接于处理器12。

具体地，壳体11中对应于第一红外识别传感器141、第二红外识别传感器142、所述摄影补光灯、以及图像采集模块130的开孔均设于壳体11的第一侧。如图2和图3所示，所述摄影补光灯包括第一摄影补光灯131和第二摄影补光灯132，第一摄影补光灯131和第二摄影补光灯132设于所述图像采集模块130的两侧。

可选地，如图2和图3所示，壳体11的第一侧还可以重置按钮171和拍照按钮172。按压重置按钮171用于重启火焰探测器10，按压拍照按钮172可以让图像采集模块130拍照。

可选地，第一短距离无线通信模块15和第一蜂窝通信模块的天线151突出于所述壳体11的第二侧；其中，所述第一侧和所述第二侧为相对的两侧。

具体地，第一短距离无线通信模块15可以为Lora模块或者蓝牙模块，所述第一蜂窝通信模块可以为4G通信模块或5G通信模块。

可选地，如图3所示，火焰探测器10还可以包括：电池16，连接于处理器12。

如图1、图2和图3所示，火焰探测器10还可以包括支架101，方便通过支架101固定于墙面。

如图1所示，信号转发装置20包括第二短距离无线通信模块和第二蜂窝通信模块。其中，所述第二短距离无线通信模块用于接收第一短距离无线通信模块15发送的图像；所述第二蜂窝通信模块用于上传所述第二短距离无线通信模块接收的所述图像。

具体地，所述第二短距离无线通信模块可以为Lora模块或者蓝牙模块，所述第二蜂窝通信模块可以为4G通信模块或5G通信模块。

对于该火焰探测系统，如图1所示，可以考虑让信号转发装置20通过市电供电，信号转发装置20中的所述第二蜂窝通信模块可以与基站31之间的上行信道处于一直连接状态；所述处理器用于在所述红外识别传感器接收到火焰特有波段信号后向所述图像采集模块发送唤醒信号，所述图像采集模块收到所述唤醒信号后，从待机模式进入运行模式以采集图像；所述处理器还用于将所述图像采集模块采集的所述图像通过所述第一短距离无线通信模块向所述信号转发装置发送所述图像；所述第二蜂窝通信模块用于在所述第二短距离无线通信模块接收到所述第一短距离无线通信模块发送的所述图像后，上传所述图像。

基于上述火焰探测系统，本申请通过将火焰探测器中的图像数据通过短距离无线通信模块发送到信号转发装置中，由信号转发装置负责功耗较高的图像数据长距离上传功能，降低了火焰探测器的功耗，可以增加火焰探测器的电池续航时间；并且，一个信号转发装置可以连接多个火焰探测器，只需给信号转发装置布线即可，降低了布线成本，解决了现有技术中火焰探测器功耗较高的问题，即可以提高火焰探测产品的续航能力，又能降低成本。

第二方面，本申请还提供一种基于上述火焰探测系统的火焰探测方法。请参照图4，图4为本申请一示例性实施例提供的一种基于火焰探测系统的火焰探测方法的流程示意图，包括步骤S41至S44，其中：

S41，确认红外识别传感器接收到火焰特有波段信号；

S42，控制图像采集模块从待机模式进入运行模式以采集图像；

S43，将所述图像采集模块采集的所述图像通过第一短距离无线通信模块向信号转发装置发送所述图像；

S44，通过所述信号转发装置的第二蜂窝通信模块传所述图像。

可选地，该火焰探测方法还可以包括：在向所述信号转发装置发送所述图像后，控制所述图像采集模块从运行模式进入待机模式。当不需要所述图像采集模块采集图像时，控制所述图像采集模块进入待机模式，可以进一步降低功耗。

可选地，该火焰探测方法还可以包括：通过所述第一蜂窝通信模块上传所述图像采集模块采集的图像。火焰探测器可以通过所述第一蜂窝通信模块将采集的图像直接上传到云端服务器，作为对比数据。工作人员可以在云端服务器通过比对两个数据进一步确认是否发生火灾事件。

第三方面，为了实现步骤S41，即确认红外识别传感器接收到火焰特有波段信号，本申请还提供一种应用于火焰探测器的火焰探测方法。请参照图5，图5为本申请一示例性实施例提供的另一种火焰探测方法的流程示意图，包括步骤S51至S55，其中：

S51，获取所述第一红外识别传感器的第一电压数据。

其中，所述第一电压数据包括以预设采样频率采集的多个电压数值。例如，所述第一红外识别传感器以50Hz的采样频率每隔25毫秒后采集50个电压数值。

获取第一电压数据后，执行步骤S52。

S52，根据预设参考电压，对所述第一电压数据进行处理以获得第一预处理数值。

进一步地，步骤S52可以包括如下步骤：

S521，将所述第一电压数据中的每个电压数值减去参考电压后取绝对值。

S522，根据每个绝对值，计算均值；其中，所述均值为第一预处理数值。

S53，获取所述第二红外识别传感器的第二电压数据。

获取第一预处理数值后，在执行步骤S53时，可以先执行步骤S56和步骤S57，其中：

S56，在获取所述第二红外识别传感器的第二电压数据之前，确认所述第一预处理数值大于或等于最低目标阈值。

其中，最低目标阈值为人为设置的数值，例如，可以将最低目标阈值设置为20mv或其它数值。对此，本申请不做具体限定。

在确定第一预处理数值大于或等于最低目标阈值后，执行步骤S57。如果第一预处理数值小于最低目标阈值，则控制所述火焰探测器处于所述待机状态，并返回执行步骤S51。当用于接收火焰特有波段信号的第一红外识别传感器没有接收到明显的火焰特有波段信号时，通过控制火焰探测器的其它元器件处于待机状态的低功耗运行模式下，可以进一步降低火焰探测器的运行功耗，增加火焰探测器的电池续航时间。

S57，控制所述火焰探测器由待机状态切换为工作状态。

其中，在所述火焰探测器处于所述待机状态时，所述第一红外识别传感器执行采集电压数据的操作，所述第二红外识别传感器不执行采集电压数据操作；在所述火焰探测器处于所述工作状态时，所述第一红外识别传感器和所述第二红外识别传感器均执行采集电压数据的操作。

在控制所述火焰探测器由待机状态切换为工作状态后，执行步骤S53。其中，所述第二电压数据包括以预设采样频率采集的多个电压数值。例如，所述第二红外识别传感器以50Hz的采样频率每隔25毫秒后采集50个电压数值。

获取第二电压数据后，执行步骤S54。

S54，根据所述预设参考电压，对所述第二电压数据进行处理以获得第二预处理数值。

进一步地，步骤S54可以包括如下步骤：

S541，将所述第二电压数据中的每个电压数值减去参考电压后取绝对值。

S542，根据每个绝对值，计算均值；其中，所述均值为第二预处理数值。

在获取第一预处理数值和第二预处理数值后，执行步骤S55。

S55，根据所述第一预处理数值以及所述第一预处理数值与所述第二预处理数值的比值，输出火焰判定信号。

具体地，步骤S55可以包括如下步骤：

S551，确认所述第一预处理数值所处的预设范围。

其中，所述预设范围的最低值大于最低阈值。所述预设范围至少包括第一预设范围和第二预设范围；其中，当所述第一预设范围的最低值大于或等于所述第二预设范围的最高值时，所述第一预设范围对应的目标阈值大于所述第二预设范围对应的目标阈值。

例如，第一预设范围为50mv至100mv之间，其对应的目标阈值为6；第一预设范围为20mv至50mv之间，其对应的目标阈值为4。

S552，判断所述第一预处理数值与所述第二预处理数值的比值是否大于或等于与所述预设范围对应的目标阈值。

S553，如果是，则输出存在火焰的信号。

S554，如果否，则输出不存在火焰的信号。

本申请人依据特种火灾探测器的国家标准GB15631－2008的测试环境，按照图5所示的火焰探测方法进行测试，测试数据如图6、图7和图8所示。图6为火焰位于36米处的探测实验数据图，图7为火焰位于36米处的另一探测实验数据图，图8为火焰位于48米处的探测实验数据图。在图6、图7和图8中，横轴为采样点数（采样频率为50Hz），纵轴为电压值（单位为mv）。

对于火焰位于36米处的探测实验，位于图6中上半部分的紫色波形1和图7中上半部分的波形1为4.2微米的第一红外识别传感器的电信号值（单位为mv），图6中上半部分的黄色波形2和图7中上半部分的波形2为5.0微米的第二红外识别传感器的电信号值（单位为mv），图6中上半部分的深蓝色水平线条3和图7上半部分中的线条3为参考电压值（单位为mv）。位于图6中下半部分的绿色波形4和图7中下半部分的波形4为第一预处理数值（单位为mv），图6中下半部分的淡蓝色波形5和图7中下半部分的波形5为第一预处理数值与所述第二预处理数值的比值（放大100倍后的比值），图6中下半部分的红色波形6和图7下半部分中的波形6为火焰识别结果（0为未识别到火焰，1000为识别到火焰）。

对于火焰位于48米处的探测实验，位于图8中上半部分的波形7为4.2微米的第一红外识别传感器的电信号值（单位为mv），图8中上半部分的波形8为5.0微米的第二红外识别传感器的电信号值（单位为mv），图8上半部分中的线条9为参考电压值（单位为mv）。位于图8中下半部分的波形10为第一预处理数值（单位为mv），图8中下半部分的波形11为第一预处理数值与所述第二预处理数值的比值（放大100倍后的比值），图8下半部分中的波形12为火焰识别结果（0为未识别到火焰，1000为识别到火焰）。

根据图6、图7和图8所示的实验结果来看，按照图5所示的火焰探测方法进行测试，能够精准探测到位于36米处的火焰，当火焰在48米处燃烧时间够长时，也能够精准探测，远高于国家标准GB15631－2008的I级(25米)灵敏度，布设本申请的火焰探测器时，可以在每隔36米到48之间布设，减少了火焰探测器的布设数量，解决了现有技术中火焰识别不够远进而增加了火焰探测成本的问题，可以提高火焰识别距离，降低火焰探测成本。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件（如电路）、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项（个），可以表示：a, b, c, a-b, a-c, b-c, 或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种火焰探测器，其特征在于，包括：

壳体；

处理器，设于所述壳体；

红外识别传感器，连接于所述处理器以用于接收火焰特有波段信号；

图像采集模块，连接于所述处理器以用于在所述红外识别传感器识别到火焰特有波段信号后采集图像；

第一短距离无线通信模块，连接于所述处理器，用于转发所述图像采集模块采集的图像；

第一蜂窝通信模块，连接于所述处理器，用于上传所述图像采集模块采集的图像。

2.根据权利要求1所述的火焰探测器，其特征在于，所述红外识别传感器包括：第一红外识别传感器和不同于所述第一红外识别传感器的第二红外识别传感器。

3.根据权利要求2所述的火焰探测器，其特征在于，所述第一红外识别传感器为中心波长为4.2微米的红外传感器；所述第二红外识别传感器为中心波长为5.0微米的红外传感器。

4.根据权利要求2所述的火焰探测器，其特征在于，所述火焰探测器还包括：

摄影补光灯，连接于所述处理器。

5.根据权利要求4所述的火焰探测器，其特征在于，所述壳体中对应于所述第一红外识别传感器、所述第二红外识别传感器、所述摄影补光灯、以及所述图像采集模块的开孔均设于所述壳体的第一侧；其中，所述摄影补光灯包括第一摄影补光灯和第二摄影补光灯，所述第一摄影补光灯和所述第二摄影补光灯设于所述图像采集模块的两侧。

6.根据权利要求5所述的火焰探测器，其特征在于，所述第一短距离无线通信模块和第一蜂窝通信模块的天线突出于所述壳体的第二侧；其中，所述第一侧和所述第二侧为相对的两侧。

7.根据权利要求1所述的火焰探测器，其特征在于，所述火焰探测器还包括：

电池，连接于所述处理器。

8.一种火焰探测系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述的火焰探测器；

信号转发装置，包括第二短距离无线通信模块和第二蜂窝通信模块；所述第二短距离无线通信模块用于接收所述第一短距离无线通信模块发送的图像；所述第二蜂窝通信模块用于上传所述第二短距离无线通信模块接收的所述图像。

9.根据权利要求8所述的火焰探测系统，其特征在于，所述第一短距离无线通信模块和所述第二短距离无线通信模块为Lora模块或者蓝牙模块。

10.根据权利要求8所述的火焰探测系统，其特征在于，所述第一蜂窝通信模块和所述第二蜂窝通信模块为4G通信模块或5G通信模块。