基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統的製作方法
2023-04-27 13:53:16 1
專利名稱：基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統，更具體地說是一種自適應多級無線網絡信號的火災現場逃生指示系統。
背景技術：
現有的消防應急照明裝置功能單一，公共場所在發生火災時，應急照明不能夠根據現場火情及人員流動情況動態變化指示方向，從而導致逃生人員誤入危險 地帶或是逃生通道擁擠，進而發生踩踏等嚴重事故發生。
發明內容本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種兼具實時環境感知、動態聲光指示及逃生出入口控制的基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統。本實用新型為解決技術問題採用如下技術方案本實用新型基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統的結構特點是包括ZigBee低功耗無線網絡，以及與ZigBee低功耗無線網絡連接的火災感知模塊、無線通信模塊、照明指示模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊、生命感知模塊，以及監控顯示模塊和獨立供電模塊；所述火災感知模塊是由煙霧傳感器檢測煙霧濃度，由紅外溫度傳感器檢測環境溫度，並在所檢測的煙霧濃度和環境溫度超過設定值時向無線通信模塊發出火災報警信號；由所述無線通信模塊接收並分析火災報警信號，並通過ZigBee低功耗無線網絡發送至監控顯示模塊；所述監控顯示模塊根據煙霧傳感器和紅外溫度傳感器的位置確定火災發生地點，採用路徑規划算法計算出最有效的逃生路徑，並將逃生路徑中的關鍵節點信息通過無線通信模塊發送至分布在建築物通道中的照明指示模塊、語音播報模塊、生命感知模塊和機械門鎖控制模塊；所述獨立供電模塊向除了機械門鎖控制模塊和監控顯示模塊之外的其它模塊提供電源。本實用新型基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統的特點也在於所述無線通信模塊是採用基於IEEE 802. 15. 4協議的ZigBee網絡控制器，包括ZigBee終端和ZigBee中繼；所述ZigBee終端即插即用安裝在所述LED燈光滾動控制模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊和生命感知模塊上；通過SPI高速總線與MCU相連，用於向ZigBee中繼接收和發送指令；所述ZigBee中繼用於ZigBee終端的地址分配、數據匯聚和衝突處理，並通過IEEE 802. 3有線乙太網的方式向監控顯示模塊傳遞數據。所述照明指示模塊採用LED滾動光帶，由所述LED滾動光帶指示遠離火場的方向。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在本實用新型兼具實時環境感知、動態聲光指示及逃生出入口控制功能與一體，在火災發生時能及時指示出有效的逃生路徑。
圖I為本實用新型系統框具體實施方式
參見圖1，本實施例中基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統的特點是包括ZigBee低功耗無線網絡，以及與ZigBee低功耗無線網絡連接的火災感知模塊、無線通信模塊、照明指示模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊、生命感知模塊，以及監控顯示模塊和獨立供電模塊。圖I所示，火災感知模塊是由煙霧傳感器檢測煙霧濃度，由紅外溫度傳感器檢測環境溫度，並在所檢測的煙霧濃度和環境溫度超過設定值時向無線通信模塊發出火災報警信號；由無線通信模塊接收並分析火災報警信號，並通過ZigBee低功耗無線網絡發送至監控顯示模塊；監控顯示模塊根據煙霧傳感器和紅外溫度傳感器的位置確定火災發生地點，採用路徑規划算法計算出最有效的逃生路徑，並將逃生路徑中的關鍵節點信息通過無線通 信模塊發送至分布在建築物通道中的照明指示模塊、語音播報模塊、生命感知模塊和機械門鎖控制模塊；獨立供電模塊向除了機械門鎖控制模塊和監控顯示模塊之外的其它模塊提供電源。具體實施中，無線通信模塊是採用基於IEEE 802. 15. 4協議的ZigBee網絡控制器，包括ZigBee終端和ZigBee中繼；ZigBee終端即插即用安裝在LED燈光滾動控制模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊和生命感知模塊上；通過SPI高速總線與MCU相連，用於向ZigBee中繼接收和發送指令；ZigBee中繼用於ZigBee終端的地址分配、數據匯聚和衝突處理，並通過IEEE 802. 3有線乙太網的方式向監控顯示模塊傳遞數據。照明指示模塊採用LED滾動光帶，由LED滾動光帶指示遠離火場的方向。本實施例中，無線通信模塊是採用基於IEEE 802. 15. 4協議的ZigBee網絡控制器，包括ZigBee終端和ZigBee中繼；ZigBee終端即插即用安裝在LED燈光滾動控制模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊和生命感知模塊上；通過SPI高速總線與MCU相連，用於向ZigBee中繼接收和發送指令；ZigBee中繼是ZigBee終端的網絡管理器，用於ZigBee終端的地址分配、數據匯聚和衝突處理，並通過IEEE 802. 3有線乙太網的方式向監控顯示模塊傳遞數據，ZigBee終端與ZigBee中繼均採用TI CC2430無線單片機，傳輸速率=250Kbps ο照明指示模塊採用LED滾動光帶，由LED滾動光帶指示遠離火場的方向，在一個LED滾動光帶上包括有多個功率為IW的LED發光器件，分為紅色和藍色，按線狀間隔安裝在鋁基板上，鋁基板不僅能夠用於LED發光器件的散熱，而且還能夠反射LED的光，在火災等特殊情況下增加照明，LED驅動模塊是採用IRF2905型場效應管。語音播報模塊包括解碼晶片、語音功率放大電路、揚聲器和SD卡。採用VS1003解碼晶片，解碼晶片電路通過SPI接口與MCU相連，MCU為STC12C5632單片，解碼晶片包含VS1003解碼器和播放器兩部分，該電路能夠對存放於半導體快閃記憶器的新一代記憶設備SD記憶卡中的MP3文件進行解碼，播放文件中預先存放的語音，待發生火災等特殊事件時，能夠發出例如「現在已發生火災、不要慌張，請按照指示燈的閃爍方向迅速逃離」的聲音，指導人員逃生，SD晶片通過SPI接口與單片機相連。[0019]系統的縱向分層結構為感知層，即分布在建築物各處的傳感器，用於對火焰訊息的感知。傳輸層，包含樓層內LED應急光流母燈進行自組網通信的Zigbee無線網絡，各光流母燈都具有Zigbee通信協調器，可以通過樓層的中繼通信模塊收發監控中心指令。應用層，主要是多種監控程序聯動，對傳感器上報的信息實時處理，自動進行災情預警、警報發布和災情監測。一旦確認火場位置、可能蔓延的區域及各逃生通道人員密度，計算機隨即利用樓層通道分布信息計算出逃生路徑，並將控制指令下發至應急照明燈，由照明燈發出逃生方向指示。系統的「監控中心——樓層」採用星型結構組網，每個樓層都具備中繼通信模塊， 其作用一方面是與樓層中的LED應急光流母燈、傳感器構成無線自組網，另一方面與監控主機通過現場總線相連，由監控中心實施集中控制。
權利要求1.基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統，其特徵是包括ZigBee低功耗無線網絡，以及與ZigBee低功耗無線網絡連接的火災感知模塊、無線通信模塊、照明指示模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊、生命感知模塊，以及監控顯示模塊和獨立供電模塊； 所述火災感知模塊是由煙霧傳感器檢測煙霧濃度，由紅外溫度傳感器檢測環境溫度，並在所檢測的煙霧濃度和環境溫度超過設定值時向無線通信模塊發出火災報警信號；由所述無線通信模塊接收並分析火災報警信號，並通過ZigBee低功耗無線網絡發送至監控顯示模塊；所述監控顯示模塊根據煙霧傳感器和紅外溫度傳感器的位置確定火災發生地點，將逃生路徑中的關鍵節點信息通過無線通信模塊發送至分布在建築物通道中的照明指示模塊、語音播報模塊、生命感知模塊和機械門鎖控制模塊； 所述獨立供電模塊向除了機械門鎖控制模塊和監控顯示模塊之外的其它模塊提供電源；
2.根據權利要求I所述的基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統，其特徵在於所述無線通信模塊是採用基於IEEE 802. 15. 4協議的ZigBee網絡控制器，包括ZigBee終端和ZigBee中繼；所述ZigBee終端即插即用安裝在LED燈光滾動控制模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊和生命感知模塊上；通過SPI高速總線與MCU相連，用於向ZigBee中繼接收和發送指令；所述ZigBee中繼用於ZigBee終端的地址分配、數據匯聚和衝突處理，並通過IEEE 802. 3有線乙太網的方式向監控顯示模塊傳遞數據。
3.根據權利要求I所述的基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統，其特徵在於所述照明指示模塊採用LED滾動光帶，由所述LED滾動光帶指示遠離火場的方向。
專利摘要本實用新型公開了一種基於物聯網的建築物火災逃逸指示系統，其特徵是包括ZigBee低功耗無線網絡，以及與ZigBee低功耗無線網絡連接的火災感知模塊、無線通信模塊、照明指示模塊、語音播報模塊、機械門鎖控制模塊、生命感知模塊，以及監控顯示模塊和獨立供電模塊。本實用新型兼具實時環境感知、動態聲光指示及逃生出入口控制功能與一體，在火災發生時能及時指示出有效的逃生路徑。
文檔編號G08B17/00GK202654563SQ2012201513
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者韓江洪, 魏振春, 劉磊, 衛星, 周堯, 周培鋒, 袁猛猛 申請人:合肥工業大學