一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的製作方法

2023-05-15 18:34:01 5

本發明涉及電子電路技術領域，具體涉及一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統。

背景技術：

現有技術的應急燈缺乏監控，其狀態無法被檢測，應急燈也沒有與外界網絡的通信功能。現有的自帶電源獨立控制型應急燈裡的電池用幾個月就要人工做一次充放電循環，不然電池壽命就會縮短很快，但這樣維護就很不方便。另外，現有的應急燈都是在停電時才會亮燈，即使是該應急燈所處的地方昏暗無光，該應急燈也不會提供照明。

另外現有技術中的應急燈，在緊急情況出現時，會立即啟動應急照明，使人們不能快速區分應急照明情況還是正常照明情況，在某些特定場合，斷電後不能進行及時操作可能照成嚴重的後果。同時現有的充電模式或者充電電路難以滿足普適性使用的需要，並且電池電壓一有降低就進行充電，由於充放電的頻繁而導致供電電池的使用壽命縮短。

目前在發生火災的時候，建築內部市電供電將被切斷，只有消防應急系統啟動，並通過應急電源，此時即只有消防應急設備擁有電源；此時，消防員進入建築內部，消防員與指揮中心或者消防員之間，只能通過對講機進行聯絡；由於建築結構的複雜，在很多建築內部的局部，信號被屏蔽，無法實現可靠對講；此時消防員就處危險的境地；同時，建築內部的人員也需要及時和指揮中心聯繫，以便及時獲得救援，但是，目前位置還沒有一種可靠的方法能保證發生火災時，建築內部對講系統能夠的可靠運行。

現有的消防應急燈具應急電源充電控制模塊存在以下不足之處：1、供電方式單一，一般只能進行市電供電，一旦市電供電出現故障，便無法保證應急燈的正常工作，電路工作穩定性和可靠性差，直接造成不可估量的安全隱患；2、充電方式單一，不能對不同容量的、不同電壓的蓄電池組進行充電；3、充電電流、電壓固定，充電過程中易超出蓄電池組的容量或是出現虛滿的情況，導致蓄電池組的壽命縮短，且充電損耗大。

由此可見，上述現有的應急燈控制系統在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統，該智能控制系統可以自動根據需要及時控制應急燈的關閉，實時反饋相關參數信息，電池的充放電切換自如，輸出適配器具有多路輸出，輸出電流電壓較為穩定，有效延長了電池和燈具的使用壽命，同時人機互動系統在危險情況時提供對外聯繫渠道，通過雙向語音傳輸系統能夠大大減少救援時間，管控準確靈敏效率高、控制智能靈活耗能少，具有較廣泛的應用前景。

本發明解決技術問題採用如下技術方案：

本發明提供了一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統，包括：主控模塊、輸出適配器模塊、充放電控制模塊、電池參數採集模塊、電源模塊、照明燈具模塊、信號檢測模塊、顯示報警模塊、人機互動模塊、存儲模塊、通信模塊、移動接收控制終端；

所述主控模塊用於接收處理信號檢測模塊、電池參數採集模塊檢測到的數據、人機互動模塊輸入的信號以及通信模塊接收的移動接收控制終端發出的控制信號，並根據分析處理後的結果對輸出適配器模塊、充放電控制模塊、電源模塊、照明燈具模塊、顯示報警模塊、存儲模塊發出相應的指令信號；

所述輸出適配器模塊具有多路輸出，用於將電源模塊輸入的較寬範圍電壓或電流進行調製整流，輸出多路互補幹擾的不同電壓或電流用以給各模塊提供電力供應；

所述電源模塊包括市電模塊和蓄電池模塊，用於向適配器模塊提供市電，以及在電力異常或者主控模塊發出相應指令時利用蓄電池給系統提供必要的電力來源；

所述充放電控制模塊包括電流檢測電路、可控矽調壓器、全橋整流器、蓄電池充電電路，用於根據主控模塊的指令控制電源模塊在充放電工作狀態中合理切換，以及能夠根據電池參數採集模塊的反饋信號設定不同的最大充電電流、不同的充電電壓；

所述電池參數採集模塊用於採集蓄電池模塊的電壓、容量、溫度數據送入主控模塊以供調用處理；

所述照明燈模塊用於提供用戶所需亮度、顏色的應急燈具；

所述信號檢測模塊包括煙霧傳感器、光亮度傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、熱釋電紅外傳感器、攝像頭；用於採集煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面送入主控模塊或者存儲模塊等待數據處理；

所述顯示報警模塊用來實時顯示應急燈的工作狀態、相應的環境參數以及電參數，並在相關參數超過預定閾值時發出相應的報警鈴聲或者語音提醒；

所述人機互動模塊與主控模塊相連，包括輸入界面、用於採集現場音頻信號的語音輸入模塊和語音輸出模塊，所述輸入界面用於人工輸入工作時間，包括延時以及定時時間，語音輸入模塊和語音輸出模塊用於在危險情況時提供對外聯繫渠道；

所述存儲模塊用來存儲信號檢測模塊採集的煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面和預先設置的控制程序，以供主控模塊調用；

所述通信模塊用於向移動接收控制終端或者消防監控中心發送採集處理的煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面或者接收移動接收控制終端的指令信息送入主控模塊以供調用；

所述移動接收控制終端用於實時接收系統電壓、電流、煙霧濃度、光亮度溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面，並根據需要人為遠程設定管控參數以供主控模塊調用。

優選地，所述主控模塊為fpga、arm、dsp中的一種。

優選地，所述輸出適配器模塊包括整流濾波電路、開關振蕩電路、多路高頻脈寬調製電壓電路、低壓整流濾波電路、dc取樣電路、震蕩和脈寬調製控制電路，以及dc輸出電路組；整流濾波電路的輸入與外部市電或蓄電池組連接，整流濾波電路的輸出與開關振蕩電路的一路輸入連接，開關振蕩電路的輸出通過多路高頻脈寬調製電壓電路與低壓整流濾波電路的輸入相連，低壓整流濾波電路的輸出分別與dc取樣電路、dc輸出電路組的輸入相連，dc取樣電路的一路輸出與dc輸出電路相連，dc取樣電路的另一路輸出與震蕩和脈寬調製控制電路的輸入相連，震蕩和脈寬調製控制電路的輸出與開關振蕩電路的另一路輸入連接。

優選地，所述存儲模塊包括隨機存儲器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機存儲器模塊用於與主控模塊的配合使用以增加內存和數據處理的速度，所述sd卡模塊用於長時間存儲採集的各種數據，所述usb接口模塊方便導出複製數據。

優選地，所述顯示報警模塊包括led電子顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器。

優選地，所述應急燈具為led燈。

優選地，所述通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

優選地，所述移動接收控制終端包括移動接收設備和安裝在設備上的app；

所述移動接收設備為智能手環、智慧型手機、平板電腦中的一種。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的主控模塊採用了fpga、arm、dsp中的一種微處理器，其功耗較小、可靠性性較高、編程簡單、效率較高、價格較低、數據處理速度較快、指令執行速度更快，能夠有效提高管控系統的靈敏度和可靠性，降低的能耗，節約了資源。

（2）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的輸出適配器模塊，可接受的電源輸入範圍寬，同時適配器具有多路輸出，可以輸出多路不同的直流電壓，並有相互隔離的直流電壓，互不影響，輸出的穩壓或穩流電能夠有效提高整個系統工作的可靠性，同時能夠延長各個模塊特備是燈具模塊的使用壽命。

（3）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統中的充放電控制模塊對不同容量蓄電池模塊設定不同的最大充電電流，對不同電壓的蓄電池模塊設置不同的充電電壓，當蓄電池模塊電壓較低時，在設定的最大電流下充電，隨著蓄電池模塊電壓的不斷增加，充電電流隨之減小，最終將蓄電池模塊恆定在一個設定的電壓值上，進行浮充，避免超出蓄電池模塊的容量或出現虛滿，能夠最大程度的保護電池，節約了資源，減少了能耗、延長了電池的使用壽命

（4）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的信號檢測模塊能夠有效採集溫度、溼度、煙霧濃度、光亮度、紅外傳感數據，使得消防應急燈不僅在停電時亮燈，同時在環境光很暗時，或者有人的活動聲音時，或者現場煙霧過大有火災跡象，照明燈具模塊也會亮燈，從而實現了智能管控的功能，另一方面視頻監控的引入能夠實時監控現場情況，不僅在火災發生時能夠第一時間掌握最新情況，平時也具有防盜監控的作用。

（5）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統中設置的人機互動系統可以為被困在火場的人員提供可信賴的對外聯繫渠道；通過雙向語音傳輸可以讓被困人員報告自身的狀態、人員數量，受傷與否，提高了消防救援的效率。

（6）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統採用的通信模塊包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊能夠無線傳輸數據，一方面減少了施工難度，另一方面能夠實時的與移動接收控制終端進行通信，將相關信息傳送給移動接收控制終端的同時還能夠接收移動接收控制終端，大大提高了發明的控制系統的監控效果和功能。

（7）本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統中採用的顯示報警模塊包括led電子顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器，能夠使工作人員直觀的掌握到電壓、電流、煙霧濃度、光亮度數據，並能根據危險等級進行語音播報和鳴笛警報，大大提高了整個消防應急燈管控系統的效率和功能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統示意圖；

圖2為本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的輸出適配器模塊示意圖；

圖3為本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統的充放電控制模塊示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1-3所示，本實施例中提供了一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統，包括：主控模塊1、輸出適配器模塊2、充放電控制模塊3、電池參數採集模塊4、電源模塊5、照明燈具模塊6、信號檢測模塊7、顯示報警模塊8、人機互動模塊9、存儲模塊10、通信模塊11、移動接收控制終端12；

所述主控模塊1用於接收處理信號檢測模塊7、電池參數採集模塊4檢測到的數據、人機互動模塊9輸入的信號以及通信模塊11接收的移動接收控制終端12發出的控制信號，並根據分析處理後的結果對輸出適配器模塊2、充放電控制模塊3、電源模塊5、照明燈具模塊6、顯示報警模塊8、存儲模塊10發出相應的指令信號；

所述輸出適配器模塊2具有多路輸出，用於將電源模塊5輸入的較寬範圍電壓或電流進行調製整流，輸出多路互補幹擾的不同電壓或電流用以給各模塊提供電力供應；

所述電源模塊5包括市電模塊和蓄電池模塊，用於向適配器模塊2提供市電，以及在電力異常或者主控模塊發出相應指令時利用蓄電池給系統提供必要的電力來源；

所述充放電控制模塊3包括電流檢測電路31、可控矽調壓器32、全橋整流器33、蓄電池充電電路34，用於根據主控模塊1的指令控制電源模塊5在充放電工作狀態中合理切換，以及能夠根據電池參數採集模塊4的反饋信號設定不同的最大充電電流、不同的充電電壓；

所述電池參數採集模塊4用於採集蓄電池模塊的電壓、容量、溫度數據送入主控模塊1以供調用處理；

所述照明燈模塊6用於提供用戶所需亮度、顏色的照明光源；

所述信號檢測模塊7包括煙霧傳感器、光亮度傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器、熱釋電紅外傳感器、攝像頭；用於採集煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面送入主控模塊1或者存儲模塊10等待數據處理；

所述顯示報警模塊8用來實時顯示應急燈的工作狀態、相應的環境參數以及電參數，並在相關參數超過預定閾值時發出相應的報警鈴聲或者語音提醒；

所述人機互動模塊9與主控模塊1相連，包括輸入界面、用於採集現場音頻信號的語音輸入模塊和語音輸出模塊，所述輸入界面用於人工輸入工作時間，包括延時以及定時時間，語音輸入模塊和語音輸出模塊用於在危險情況時提供對外聯繫渠道；

所述存儲模塊10用來存儲信號檢測模塊採集7的煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面和預先設置的控制程序，以供主控模塊1調用；

所述通信模塊11用於向移動接收控制終端12或者消防監控中心發送採集處理的煙霧濃度、光亮度、溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面或者接收移動接收控制終端12的指令信息送入主控模塊1以供調用；

所述移動接收控制終端12用於實時接收系統電壓、電流、煙霧濃度、光亮度溫度、溼度、人類活動數據以及現場視頻畫面，並根據需要人為遠程設定管控參數以供主控模塊1調用。

本實施例中主控模塊1為dsp微處理器。

本實施例中輸出適配器模塊2包括整流濾波電路21、開關振蕩電路22、多路高頻脈寬調製電壓電路23、低壓整流濾波電路24、dc取樣電路25、震蕩和脈寬調製控制電路26，以及dc輸出電路27組；整流濾波電路21的輸入與外部市電或蓄電池組連接，整流濾波電路21的輸出與開關振蕩電路22的一路輸入連接，開關振蕩電路22的輸出通過多路高頻脈寬調製電壓電路23與低壓整流濾波電路24的輸入相連，低壓整流濾波電路24的輸出分別與dc取樣電路25、dc輸出電路組27的輸入相連，dc取樣電路25的一路輸出與dc輸出電路27相連，dc取樣電路25的另一路輸出與震蕩和脈寬調製控制電路26的輸入相連，震蕩和脈寬調製控制電路26的輸出與開關振蕩電路22的另一路輸入連接。

本實施例中存儲模塊10包括隨機存儲器模塊、sd卡模塊、usb接口模塊，所述隨機存儲器模塊用於與主控模塊的配合使用以增加內存和數據處理的速度，所述sd卡模塊用於長時間存儲採集的各種數據，所述usb接口模塊方便導出複製數據。

本實施例中顯示報警模塊8包括led電子顯示屏、語音播報模塊、報警燈以及報警呼叫器。

本實施例中照明燈具為led燈。

本實施例中通信模塊11包括wifi通信模塊和zigbee通信模塊。

本實施例中移動接收控制終端12包括移動接收設備和安裝在設備上的app；

所述移動接收設備為智能手環、智慧型手機、平板電腦中的一種。

本發明的一種基於無線通信的多用途應急燈智能控制系統可以自動根據需要及時控制應急燈的關閉，實時反饋相關參數信息，電池的充放電切換自如，輸出適配器具有多路輸出，輸出電流電壓較為穩定，有效延長了電池和燈具的使用壽命，同時人機互動系統在危險情況時提供對外聯繫渠道，通過雙向語音傳輸系統能夠大大減少救援時間，管控準確靈敏效率高、控制智能靈活耗能少，具有較廣泛的應用前景。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。