Rfid定位無線聯網火災語音指示逃生方法
2023-12-01 05:18:16 2
專利名稱：Rfid定位無線聯網火災語音指示逃生方法
技術領域：
本發明涉及一種火災逃生方法，尤其涉及一種無線射頻RFID(Radi0FrequenCy Identification)定位的、無線區域網聯網的火災語音指示逃生方法。
背景技術：
隨著時代的進步，經濟、科技的迅猛發展，生活質量的日益提高及社會老齡化的趨 勢；建築樓宇不斷追求人性化、舒適化，大量高層特大型建築，及地下建築的湧現導致了建 築物的通道更長、更複雜。對於消防疏散來說，怎樣在火災發生時使逃生更安全、更準確、更 迅速，正是時代對建築防災提出的新課題。目前，就現代建築而言，其結構越來越趨向於高層多功能化及地下結構化。單有火 災探測與自動報警系統的設置還不夠完全。當前火災報警系統的發展已經到了相當的水 平，可以靈敏的探測到火災，並且本身具有防災和滅火的功能。但是，隨著人們對自身安全 意識的加強，對安全的關注不再僅僅停留在藉助外力的防災和滅火上，除此之外在火災現 場，能進行能動的逃生的恰恰是逃生者本人。然而，火災現場環境惡劣，煙、霧、火以及逃生 者自身的恐慌心理等眾多因素都有可能在最後一刻使逃生者錯失生命。在火災發生時，由於煙霧中由很多二氧化硫、一氧化碳等有毒有害氣體，當人吸入 這些氣體後，會導致人體缺氧、呼吸困難、思維遲鈍。在這種情況下能保持清醒的時間大約 為50秒。加之現代建築物通道長而複雜，逃生就更艱難。消防智能應急疏散指示逃生系 統結合光流，語音，頻閃，藉助消防報警的火災信息，從聽覺、視覺等感觀上引導人們正確逃 生，但尚有以下不足目前的應急標誌燈在建築樓宇內作為單體存在，無法做到響應火災現場的變化， 更不能動態地調整逃生方向指示，對現場逃生帶來困難。此外，應急標誌燈的日常維護和檢 修上存在著嚴重地滯後現象，應急標誌燈最主要的作用是能在火災時啟動應急，而啟動應 急的關鍵在於其電池充放電工作是否正常。依靠人力的維護和檢修，不能及時發現產品問 題，其反作用是在發生火災時往往會給大樓的逃生疏散指示帶來許多盲區。這樣的應用現 狀已經無法滿足現代建築的要求。
發明內容
為了解決現有技術存在的上述不足，本發明提供一種可攜式RFID定位的無線聯 網的語音指示逃生方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種RFID定位無線聯網火災語音 指示逃生方法，該方法包括以下步驟(1)布置RFID及無線區域網在樓宇的室內、通道上布置無線射頻RFID標籤。各 RFID標籤在樓內形成一一對應的半徑為5-10米的讀取信號區域。(2)配置中心數據在消控中心資料庫按下列的數據格式形成相應的數據表，用 於路徑的策略分析。
(3)布置便攜機消控中心先對便攜機進行登記ID號，便攜機開機後，通過無線局 域網下載相關的逃生路徑數據表，當便攜機被配置到某一空間時，就會讀取相應的RFID信 號，然後生成該RFID區域至出口的最短逃生路徑。(4)前方路況語音提醒根據步驟(1)，每一個臺階、轉彎、樓梯轉彎、樓梯結束、門 檻等位置的反向都有一個對應的RFID，當便攜機讀取到該RFID信號時，就會比對數據表產 生相應提醒語音，以提醒逃生者注意前方路況。(5)生成動態路徑在逃生過程中，便攜機通過無線區域網進行通信，便攜機在各 AP間移動切換時，無線網會有短暫的斷線，但不會影響與中心伺服器的通信，只要處於聯機 狀態，便攜機就能從中心讀取阻斷區域，用於與現有逃生路徑的比對。便攜機根據阻斷區域 信息，生成新的逃生線路及RFID序例集，重新引導逃生者執行新的逃生路徑，如所有的逃 生路徑已經全部阻斷，則可指示逃生者前往就近的相對安全的緊急避險點。在到達緊急避 險點後向消控中心註冊被困位置，等待救援。(6)糾正偏離逃生路徑當便攜機偵側到逃生路徑RFID序列集外的RFID信號時， 則認為逃生者已經偏離了逃生方向。然後計算路相差，對逃生者進行糾偏指示，此步驟一直 至逃離出口或到達緊急避險點結束。(7)耳機語音指示便攜機偵測到RFID信號，通過步驟(4)、(5)、(6)生成需要播 報的語音號，通過語音號及語音比對表提取出對應語音文件，將語音文件通過音頻口、耳機播報。進一步地，所述步驟(1)中，所述布置的位置包括(A)每一個房間或空間單元的出入口配置1個RFID。(B)逃生路徑途徑的交叉路口的中心及每一個路相離中心5-10米處各配置1個 RFID。(C)定義逃生路徑至出口的方向為正向，反之為反向，逃生路徑途經的臺階、轉彎、 樓梯轉彎、樓梯結束、門檻等位置處反向5-10米處配置1個RFID。(D)在逃生路徑出口配置RFID。(E)在緊急避險點處配置RFID。進一步地，所述步驟(2)具體為消控中心對所有配置的RFID分成叉道口中心節 點類RFID和輔助類RFID兩類，然後進行統一編號，形成RFID編號表，叉道口中心節點類 RFID作為逃生路徑的路徑節點；然後設計基於1類節點順序的逃生幹線若干條，形成逃生 幹線表，此外，需要形成相鄰幹線旁通關聯節點間的RFID順序表，用於動態路徑生成，表中 的起始節點M及結束結點N分屬於兩條相鄰的幹線，各房間與幹線間，緊急避險點與幹線 間，幹線間的通聯由支線表表示。進一步地，所述步驟⑷具體為(a)通道彎道指示在建築物的轉彎處反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號 時，自動進行語音提示彎道。(b)樓梯彎道指示在樓梯的彎道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時， 自動提示樓梯彎道。(c)樓道口指示在樓梯的樓道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自 動提示樓梯口。
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(d)其他指示其他在逃生路徑上需要語音提醒的點位，也可以在路徑點位的反 向安裝RFID，並將該RFID號與需要提醒的語音對應。本發明的有益效果是本發明的方法在火場照明燈光斷電、煙霧、噪音的惡劣火 場環境下對逃生者進行耳機式抗幹擾語音動態指示逃生，提高了指示信息抗幹擾性及可靠 性；可攜式個體化指示方式及無線聯網使當前逃生路徑因過火、建築物倒塌等原因阻斷時， 能生成新的逃生線路，對逃生者進行指示逃生；能對偏離逃生方向的逃生者發出糾偏指示， 指示其回歸到正確的逃生線路上來；逃生過程中便攜機能對前方路況異常區域進行路況提 示，降低次級自傷概率；最終達到提高火場生還率的目的。
圖1是本發明系統原理結構圖；圖2是RFID及無線區域網布置步驟示意圖；圖3是十字路口的RFID糾偏布置方案示意圖；圖中，1為一個RFID區域，共有5個 RFID區域；圖4是中心數據配置步驟示意圖；圖5是便攜機配置步驟示意圖；圖6是耳機語音指示步驟示意圖；圖7是前方路況語音提醒的步驟示意圖；圖8是動態路徑生成步驟示意圖；圖9是糾正偏離逃生路徑步驟示意具體實施例方式下面根據附圖詳細描述本發明，本發明的目的和效果將變得更加明顯。1、工作原理(1)、技術路線本發明採用了一種RFID信號覆蓋區域的類定位技術，就是通過便攜機識別某編 號RFID信號來識別處於該RFID信號區域內，由於配置的RFID信號區域半徑在5-10米，由 此能分析出逃生者實時所處的大概位置，達到了定位的目的，RFID信號識別速度快，可以滿 足快速逃生的速度要求。根據室內定位的需要，RFID的讀取信號距離設定為5-10米為宜，以保證定位的精 度，如讀取信號距離過大，則定位精度較差，較小，則在快速逃生時容易漏讀信號。在通信技術上，採用無線區域網技術。(2)、系統組成附圖1是本發明的系統原理結構圖。該系統包括消控中心伺服器1、區域網2、無 線區域網AP 3、有源RFID 4、帶語音通道及耳機的便攜機5，消控中心伺服器1、區域網2和 無線區域網AP 3依次通過網線8、9相連，無線區域網AP 3通過無線區域網無線網絡信號 6與帶語音通道及耳機的便攜機5通信，有源RFID4通過有源RFID的信號7與有源RFID 4 通信。消控中心伺服器1用於設備管理、保存RFID分布數據、逃生路徑數據等；帶語音通道 及耳機的便攜機5可以採用蘇州木蘭的手持遠距離讀卡器(ML-M3000P)。
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便攜機內置無線區域網模塊，可以通過無線AP、區域網從伺服器監聽過火、路徑、 RFID點位等信息，用於逃生路徑動態生成的決策；便攜機附帶有語音接口及耳機。(3)、工作原理原理1 語音及耳機屏蔽噪音的原理。在火場中，煙及照明斷電導致能見度很差， 本方法採用便攜機進行語音指示後如果運用屏幕式指示，逃生者一邊要看前方，又要在能 見度很差的情況下看屏幕，不切實際，而通過語音向逃生者提供指示信息是比較可行的；在 火場中，明火、逃生人群、觀望人群、建築物倒塌等均會發出大量的噪音，現有的安裝於建築 物逃生路徑上的逃生語音指示設備發出的逃生語音指示往往會被這些噪音所幹擾；本方法 採用便攜機進行語音指示後，如果採用喇叭式的語音指示，同一逃生路徑上的各逃生者之 間的語音指示會互相干擾，因此為了屏蔽火場環境噪音幹擾，屏蔽逃生者之間的語音指示 互相干擾，本發明採用耳機式語音指示。原理2 前方路況提醒的原理。在火場中，煙及照明斷電導致能見度很差，逃生者 往往看不清逃生路徑前方的臺階、轉彎、叉路等，而逃生者往往運動速度較快，心情慌亂，這 樣就容易在逃生過程中會發生絆倒、踏空、撞牆等行為，通過在異常路況的反向(指逃生方 向的反方向)配置編號的RFID定位，便攜機在讀取該編號的RFID信號時，就可指前預知路 徑前方的臺階、轉彎、叉路等異常路況，及時向逃生者發出語音提醒，降低次級自傷概率。原理3 偏離逃生路徑的分析原理。建築物內布置的每一個RFID至最近的出口間 都生成有一條最近的逃生路徑，從起點到出口沿途布置的RFID會產生一個RFID序列，形成 一個RFID序列集A，如果逃生者偏離了逃生路徑，其讀取的RFID信號將不在RFID序列集 A中，由此分析出逃生者偏離了逃生路徑，並產生對應的語音指示讓逃生者先回到偏離時的 最後1個正確逃生路徑上的RFID區域，然後沿著正確的路徑逃生。原理4 糾編指示的指令的生成原理。將某一路口的各支路進行順時針的編號，定 義為路相數，然後將正確的路相數減去當前偏離的路相數就計算出回來時左、右轉的方向， 也計算出要越過幾個路相，越過的路相數為路相差減1。原理5 動態路徑分析及個性化指示的原理。消控中心會運用、監控系統、煙感、溫 感報警器動態分析出過火區域，本系統與報警系統集成，伺服器根據報警信息將自動標識 阻斷區域，當原定的逃生路徑前方已經被過火區域覆蓋、倒塌等阻斷時，便攜機在非阻斷區 域生成另一個最近出口與當前的逃生者所處的RFID區域間的新的逃生路徑及RFID序例 集，進行逃生指示；當所有出口與當前位置間已經全部阻斷時，便攜機將尋找最近的緊急避 險點(陽臺、廁所、露臺等)生成一條新的逃生路徑，指示逃生者前往緊急避險點。2、方法步驟本發明RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，包括以下步驟(1)、RFID及無線區域網布置步驟(2)、中心數據配置步驟(3)、便攜機布置步驟(4)、耳機語音指示步驟(5)、前方路況提醒步驟(6)、動態路徑生成步驟(7)、糾正偏離逃生路徑步驟
步驟1、2、3是基礎環境布置步驟，步驟1完成對硬體環境的布置，步驟2完成軟體 數據的配置，步驟3完成前端設備的配置；步驟1是步驟2的前提，步驟2是步驟3的前提。步驟4、5、6、7是應用步驟，分別實現語音指示、前方路況提醒、動態路徑生成、糾 正偏離逃生路徑等功能。基礎環境布置步驟是應用步驟的前提。4個應用步驟中步驟4是功能性步驟，是 5、6、7步驟的表現方式；5、6、7步驟是過程性步驟，各自獨立工作，均始於便攜機運動，結束 於逃離出口或進入緊急避險點。系統依託布置的RFID信號及無線區域網與伺服器的交互 步驟，由便攜機完成4個應用步驟。1、RFID及無線區域網布置步驟本步驟就是在樓宇的室內、通道上根據設計布置無線射頻RFID標籤。每一個RFID 標籤(有ID號)在樓內會形成一一對應的半徑為5-10米的讀取信號區域。布置的位置包 括A 每一個房間或空間單元的出入口配置1個RFID ；B:逃生路徑途徑的交叉路口的中心及每一個路相(與叉口相聯的路)離中心 5-10米處各配置1個RFID ；附圖3是1個十字路口的RFID配置示意圖，其他叉路口類推；C:定義逃生路徑至出口的方向為正向，反之為反向，逃生路徑途經的臺階、轉彎、 樓梯轉彎、樓梯結束、門檻等位置處反向5-10米處配置1個RFID ；D 在逃生路徑出口配置RFID ；
E 在緊急避險點處配置RFID ；
2、中心數據配置步驟
在消控中心資料庫按下列的數據格式形成相應的數據表，用於路徑的策略分析。
消控中心對所有配置的RFID分成兩類
1類為叉道口中心節點類RFID;
2類輔助類RFID ；
然後進行統一編號，形成RFID編號表，格式見表1
表格1叉道口中心節點類RFID作為逃生路徑的路徑節點(1類節點)；然後設計基於1類 節點順序的逃生幹線若干條，形成逃生幹線表，格式見表2 表格2此外，需要形成相鄰幹線旁通關聯節點間的RFID順序表，有於動態路徑生成，表 中的起始節點M及結束結點N分屬於兩條相鄰的幹線，格式見下表3 表 3各房間與幹線間，緊急避險點與幹線間，幹線間的通聯由支線表表示，1類房間_> 幹線，2類幹線-> 避險點，3類幹線間的互通支路，格式見表4 表 43、便攜機布置步驟消控中心先對便攜機進行登記ID號，便攜機開機後，通過無線區域網下載相關的 逃生路徑數據表，當便攜機被配置到某一空間時，就會讀取相應的RFID信號，然後生成該 RFID區域至出口的最短逃生路徑。4、前方路況語音提醒步驟根據步驟1步驟的第C步，每一個臺階、轉彎、樓梯轉彎、樓梯結束、門檻等位置的 反向都有一個對應的RFID，當便攜機讀取到該RFID信號時，就會比對數據表產生相應提醒 語音，以提醒逃生者注意前方路況。A、通道彎道指示在建築物的轉彎處反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自動進行語音提 示彎道，左右應該有不同的語音指示。B、樓梯彎道指示在樓梯的彎道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自動提示樓梯彎 道，左右應該有不同的語音指示。C、樓道口指示
在樓梯的樓道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自動提示樓梯口， 上下樓梯口應該有不同的語音指示。此步驟一直至逃離出口或到達緊急避險點結束。D、其他指示其他在逃生路徑上需要語音提醒的點位，也可以在路徑點位的反向安裝RFID，並 將該RFID號與需要提醒的語音對應。5、動態路徑生成步驟在逃生過程中，便攜機通過無線區域網進行通信，便攜機在各AP間移動切換時， 無線網會有短暫的斷線，但不會影響與中心伺服器的通信，只要處於聯機狀態，便攜機就能 從中心讀取阻斷區域，用於與現有逃生路徑的比對。便攜機根據阻斷區域信息，生成新的逃生線路及RFID序例集，重新引導逃生者執 行新的逃生路徑，如所有的逃生路徑已經全部阻斷，則可指示逃生者前往就近的相對安全 的緊急避險點(如陽臺、樓頂、廁所等)。在到達緊急避險點後向消控中心註冊被困位置，等 待救援。該步驟如逃離出口則結束。6、糾正偏離逃生路徑步驟當便攜機偵側到逃生路徑RFID序列集外的RFID信號時，則認為逃生者已經偏離 了逃生方向。然後計算路相差，對逃生者進行糾偏指示，此步驟一直至逃離出口或到達緊急 避險點結束。7、耳機語音指示步驟便攜機偵測到RFID信號，通過4、5、6步驟生成需要播報的語音號，通過語音號及 語音比對表提取出對應語音文件，將語音文件通過音頻口、耳機播報。本方法在現有消防逃生指示系統的技術上進行了拓展，取得了下列效果1、抗幹擾耳機式語音指示。在照明燈光斷電、煙霧、噪音環境下，現有的應急出口 標誌燈、背景語音僦疏散光流燈指示燈的功效大打折扣，本方法通過便攜機向逃生者提供 耳機語音指示，保證了逃生指示在照明燈光斷電、煙霧、火場高噪音環境下的的抗幹擾的耳 機式語音指示；2、持續指示。在現有應急出口標誌燈及其語音，疏散光流燈指示燈部分損毀的情 況下，可能導致指示中斷，導致逃生者迷失在火場。本方法作為傳統指示指示系統的補充能 在無線聯網和定位系統的指引下為逃生者配置相應便攜機，為逃生者提供持續指示，直至 逃離火場；3、動態逃生路徑分析及個人化指示。4、路徑糾偏指示。指示誤入歧途的逃生者回到正確的逃生路徑；5、逃生路徑前方路況提示。在火場照明燈電源可能斷電，能見度很差的煙霧環境 中很容易產生踏空、撞牆、墜落等自傷事故，而本方法可在RFID定位的基礎上給於更多的 通道信息，及時提醒逃生者逃生路徑前方的路況(轉彎、樓梯口、樓梯彎道等)信息，有助於 避免此類次級自傷事故的發生。
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權利要求
一種RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)布置RFID及無線區域網在樓宇的室內、通道上布置無線射頻RFID標籤。各RFID標籤在樓內形成一一對應的半徑為5-10米的讀取信號區域。(2)配置中心數據在消控中心資料庫按下列的數據格式形成相應的數據表，用於路徑的策略分析。(3)布置便攜機消控中心先對便攜機進行登記ID號，便攜機開機後，通過無線區域網下載相關的逃生路徑數據表，當便攜機被配置到某一空間時，就會讀取相應的RFID信號，然後生成該RFID區域至出口的最短逃生路徑。(4)前方路況語音提醒根據步驟(1)，每一個臺階、轉彎、樓梯轉彎、樓梯結束、門檻等位置的反向都有一個對應的RFID，當便攜機讀取到該RFID信號時，就會比對數據表產生相應提醒語音，以提醒逃生者注意前方路況。(5)生成動態路徑在逃生過程中，便攜機通過無線區域網進行通信，便攜機在各AP間移動切換時，無線網會有短暫的斷線，但不會影響與中心伺服器的通信，只要處於聯機狀態，便攜機就能從中心讀取阻斷區域，用於與現有逃生路徑的比對。便攜機根據阻斷區域信息，生成新的逃生線路及RFID序例集，重新引導逃生者執行新的逃生路徑，如所有的逃生路徑已經全部阻斷，則可指示逃生者前往就近的相對安全的緊急避險點。在到達緊急避險點後向消控中心註冊被困位置，等待救援。(6)糾正偏離逃生路徑當便攜機偵側到逃生路徑RFID序列集外的RFID信號時，則認為逃生者已經偏離了逃生方向。然後計算路相差，對逃生者進行糾偏指示，此步驟一直至逃離出口或到達緊急避險點結束。(7)耳機語音指示便攜機偵測到RFID信號，通過步驟(4)、(5)、(6)生成需要播報的語音號，通過語音號及語音比對表提取出對應語音文件，將語音文件通過音頻口、耳機播報。
2.根據權利要求1所述RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，其特徵在於，所述 步驟(1)中，所述布置的位置包括(A)每一個房間或空間單元的出入口配置1個RFID。(B)逃生路徑途徑的交叉路口的中心及每一個路相離中心5-10米處各配置1個RFID。(C)定義逃生路徑至出口的方向為正向，反之為反向，逃生路徑途經的臺階、轉彎、樓梯 轉彎、樓梯結束、門檻等位置處反向5-10米處配置1個RFID。(D)在逃生路徑出口配置RFID。(E)在緊急避險點處配置RFID。
3.根據權利要求1所述RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，其特徵在於，所述 步驟(2)具體為消控中心對所有配置的RFID分成叉道口中心節點類RFID和輔助類RFID 兩類，然後進行統一編號，形成RFID編號表，叉道口中心節點類RFID作為逃生路徑的路徑 節點；然後設計基於1類節點順序的逃生幹線若干條，形成逃生幹線表，此外，需要形成相 鄰幹線旁通關聯節點間的RFID順序表，用於動態路徑生成，表中的起始節點M及結束結點N 分屬於兩條相鄰的幹線，各房間與幹線間，緊急避險點與幹線間，幹線間的通聯由支線表表示
4.根據權利要求1所述RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，其特徵在於，所述 步驟⑷具體為(a)通道彎道指示在建築物的轉彎處反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自 動進行語音提示彎道。(b)樓梯彎道指示在樓梯的彎道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自動 提示樓梯彎道。(c)樓道口指示在樓梯的樓道口反向布置RFID，當便攜機接收該RFID信號時，自動提 示樓梯口。(d)其他指示其他在逃生路徑上需要語音提醒的點位，也可以在路徑點位的反向安 裝RFID，並將該RFID號與需要提醒的語音對應。
全文摘要
本發明公開了一種RFID定位無線聯網火災語音指示逃生方法，該方法在火場照明燈光斷電、煙霧、噪音的惡劣火場環境下對逃生者進行耳機式抗幹擾語音動態指示逃生，提高了指示信息抗幹擾性及可靠性；可攜式個體化指示方式及無線聯網使當前逃生路徑因過火、建築物倒塌等原因阻斷時，能生成新的逃生線路，對逃生者進行指示逃生；能對偏離逃生方向的逃生者發出糾偏指示，指示其回歸到正確的逃生線路上來；逃生過程中便攜機能對前方路況異常區域進行路況提示，降低次級自傷概率；最終達到提高火場生還率的目的。
文檔編號G08B3/10GK101837172SQ201010155110
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者餘穎佳, 吳哲峰, 吳路院, 姚新華, 張健, 張小鵬, 朱立榮, 沈建靜, 蔣建鋒, 駱泱泱 申請人:浙江廣廈智能科技發展有限公司