环境信息采集报警系统的制作方法

1.本实用新型涉及消防报警技术领域，尤其涉及一种环境信息采集报警系统。


背景技术：

2.消防报警系统主要包括火灾信息采集装置、控制装置和报警装置，具有采集火灾现场信息、接收和传递火灾报警信号的功能。其中，在火灾初期，火灾信息采集装置可以将火灾现场的烟雾、热量、光线、气体等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，由控制器确定后续的扑救措施。近年来由于图像监控技术的发展，将图像采集纳入火灾信息采集的范围，以直观地获取火灾现场信息，避免误判。但现有的火灾图像采集和传输通常需要单独布设摄像头，并通过有线或无线网络通信的方式将现场图像发送到服务器，以供控制人员决策，这种方式的硬件安装和维护成本较高且需要单独布线，对于无法实现网络传输的场所不适用。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种环境信息采集报警系统，能够实现不需要通过网络通信实现现场图像的采集和传输。
4.一种环境信息采集报警系统，其特征在于，包括控制装置、报警装置和至少一个图像采集装置，所述控制装置与所述报警装置、图像采集装置通过二总线连接；
5.所述控制装置用于向所述图像采集装置发送图像采集指令；
6.所述图像采集装置用于接收并基于所述图像采集指令采集现场图像，并将所述现场图像通过所述二总线发送给所述控制装置；
7.所述控制装置还用于接收所述现场图像，并基于所述现场图像向所述报警装置发送报警指令；
8.所述报警装置用于基于所述报警指令进行声光报警。
9.在进一步的实施例中，所述图像采集装置包括电源模块，以及与所述电源模块连接的微控制器模块和图像采集模块；
10.所述微控制器模块默认处于低功耗状态，在接收到所述图像采集指令后切换为正常工作状态，并基于所述图像采集指令向所述电源模块发送供电控制信号；所述电源模块基于所述供电控制信号向所述图像采集模块供电。
11.在进一步的实施例中，所述微控制器模块与所述图像采集模块互相连接，所述微控制器模块用于基于所述图像采集指令向所述图像采集模块发送图像控制信号，并接收所述现场图像；所述图像采集模块用于基于所述图像控制信号采集所述现场图像并发送给所述微控制器模块。
12.在进一步的实施例中，所述微控制器模块通过iic接口向所述图像采集模块发送所述图像控制信号；所述微控制器模块通过gpio接口接收所述图像采集模块发送的所述现场图像。
13.在进一步的实施例中，所述微控制器模块包括内存单元，所述内存单元用于缓存所述现场图像，所述内存单元的空间大于存储一帧所述现场图像所需的最小存储空间。
14.在进一步的实施例中，所述图像采集装置还包括二总线通信模块，所述二总线通信模块与所述电源模块和所述微控制器模块连接，用于将所述二总线的第一电压信号转换为第二电压信号发送给所述电源模块；以及转发所述微控制器模块与所述控制装置的通信信息。
15.在进一步的实施例中，所述环境信息采集报警系统还包括无线网关和无线前端装置，所述无线网关与所述控制装置通过所述二总线连接，所述无线网关与所述无线前端装置通过无线通信连接，所述无线前端装置用于采集火警信息，所述无线网关用于将所述火警信息通过所述二总线转发给所述控制装置。
16.在进一步的实施例中，所述环境信息采集报警系统还包括有线网关、无线网关和无线前端装置，所述有线网关与所述控制装置通过所述二总线连接，所述无线网关与所述有线网关、所述无线前端装置通过无线通信连接，所述无线前端装置用于采集火警信息，所述无线网关用于将所述火警信息转发给所述有线网关，所述有线网关用于将所述火警信息通过所述二总线转发给所述控制装置。
17.在进一步的实施例中，所述控制装置用于根据所述有线网关或无线网关在所述二总线上的设备地址，与对应的有线网关或无线网关通信。
18.在进一步的实施例中，所述无线网关包括互相连接的微控制器模块和无线通信模块；
19.所述无线通信模块用于接收所述无线前端装置发送的所述火警信息，并转发给所述微控制器模块；所述微控制器模块用于处理所述火警信息并转发给所述控制装置。
20.本实用新型的环境信息采集报警系统，通过二总线连接图像采集装置与控制装置，控制装置通过二总线发送图像采集指令，图像采集装置根据该图像采集指令采集现场图像并通过二总线传输给控制装置，实现了火灾现场图像的采集和通过二总线传输，不需要通过网络通信设备和单独网络布线即可实现现场图像的采集和传输，降低了设备的硬件安装和维护成本，扩大了图像采集的适用场所范围。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例的一种图像采集装置的结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例的一种图像采集装置的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图；
25.图5是本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。“第一”、“第二”仅为了元件名称的区分，并不表示顺序。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。其中，本实用新型实施例结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件局部结构的图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。
30.下面结合附图，对本实用新型的实施例提供的环境信息采集报警系统作进一步的详细说明。
31.请参阅图1所示，为本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图。
32.环境信息采集报警系统包括一个控制装置11、报警装置12和至少一个图像采集装置13。控制装置11和报警装置12、图像采集装置13之间通过二总线连接。控制装置11用于向图像采集装置13发送图像采集指令；图像采集装置13用于接收并基于该图像采集指令采集现场图像，并将现场图像通过二总线发送给控制装置11；控制装置12还用于接收该现场图像，并基于该现场图像向报警装置12发送报警指令；报警装置12用于基于报警指令进行声光报警。
33.二总线是一种具有供电和通信功能的总线，在消防报警系统中应用广泛。二总线上可以连接多种消防装置，包括现场信息采集装置、显示控制装置、报警装置等，二总线可以为一主多从结构，主机通常为火灾报警控制器，其他装置为从机。主机可根据各从机的二总线地址向对应的从机发送指令信息，从机可以根据指令向主机发送对应的响应信息。本实施例中的控制装置11为主机，图像采集装置13和报警装置12为从机。其中控制装置11可以是火灾报警控制器，报警装置12可以是声光报警器。
34.二总线可以对图像采集装置13供电，并传输控制装置11与图像采集装置13之间的通信信息。当控制装置11需要查看现场图像时，向该现场对应的图像采集装置13发送图像采集指令，该图像采集指令可以包括图像的格式、像素大小等参数。图像采集装置13接收到该指令后，根据该指令的参数信息获取对应的现场图像，并通过二总线发送给控制装置11。控制装置11接收到现场图像后，控制人员可根据图像上的现场环境情况，如火焰、烟雾、人员及物品所在位置判断现场环境是否存在火灾危险，并根据判断结果向报警装置12发送报警指令，报警装置12及逆行声光报警。进一步地，还可以通过与消防设施的联动控制启动对应的灭火设备，对该现场位置采取灭火措施，避免发生更大的火灾和损失。
35.本实施例将图像采集装置直接挂载在二总线下，图像采集装置通过二总线供电，
通过图像采集装置采集现场图像并发送给控制装置，不需要通过网络通信即可实现火灾现场图像的采集和传输，不需要单独布线，降低了设备的硬件安装和维护成本，同时可以在任何需要进行图像采集的场所设置图像采集装置，扩大了图像采集的适用场所范围。
36.在一些实施例中，请参阅图2所示，为本实用新型实施例的一种图像采集装置的结构示意图。图像采集装置13包括电源模块131，以及与电源模块连接的微控制器模块133和图像采集模块135。微控制器模块133默认处于低功耗状态，在接收到图像采集指令后切换为正常工作状态，并基于图像采集指令向电源模块131发送供电控制信号；电源模块131基于该供电控制信号向图像采集模块135供电。
37.微控制器模块133可以包括单片机、处理器或其他具有运算和存储功能的模块及其外围器件。图像采集模块135可以包括镜头组件、图像传感器等具有图像采集功能的模块。电源模块131用于向微控制器模块133和图像采集模块135供电。本实施例中的微控制器模块133为具有低功耗模式的单片机。图像采集模块135可以选用200万像素的图像传感器，支持jpg等压缩格式的图像输出，获取的一帧图像大小约为80k以内。
38.在没有接收到图像采集指令时，单片机处于低功耗状态，图像采集模块135处于断电状态，以降低图像采集装置的功耗。接收到图像采集指令后，单片机从低功耗状态切换到正常工作状态，并向电源模块131发送供电控制信号，电源模块131基于该供电控制信号向图像采集模块135供电，图像采集模块135开始正常工作。由于控制装置仅在有查看现场图像需求时才会发送图像采集指令，大部分时间图像采集装置的功耗都非常低，满足了图像采集装置作为二总线从机的低功耗运行要求。
39.进一步地，在一些实施例中，如图2所示，微控制器模块133与图像采集模块135互相连接，微控制器模块133用于基于图像采集指令向图像采集模块135发送图像控制信号，并接收现场图像；图像采集模块135用于基于该图像控制信号采集现场图像并发送给微控制器模块133。
40.图像采集模块135供电启动并正常工作后，微控制器模块133根据图像采集指令中的图像格式、像素大小等参数向图像采集模块135发送图像控制信号，例如将输出图像格式配置为压缩图片格式等。图像采集模块135根据该图像控制信号拍摄现场图像并发送给微控制器模块133，满足对现场图像的不同格式和清晰度等需求。
41.进一步地，在一些实施例中，微控制器模块133通过iic接口向图像采集模块135发送图像控制信号；微控制器模块133通过gpio接口接收图像采集模块135发送的现场图像。
42.iic接口是一种串行通信接口，只需要使用2根信号线就可以快速传输相关信息，节省了微控制器模块133的端口数量；gpio接口可通过并行方式传输数据，对于数据量较大的现场图像通过多个接口并行传输，提高了传输速度，节省传输时间，避免出现图像采集模块135采集的现场图像传输速度慢导致的图像覆盖问题。
43.在一些实施例中，微控制器模块包括内存单元，该内存单元用于缓存现场图像，内存单元的空间大于存储一帧现场图像所需的最小存储空间。
44.内存单元的大小大于存储一帧现场图像所需的最小存储空间，这样就可以采用先存储再发送的方式，即采集模块135将现场图像的数据对微控制器模块133发送完成后，微控制器模块133再将该现场图像数据通过二总线传输给控制装置11，由于图像采集指令的间隔时间通常远大于图像数据传输的时间，因此该方法既满足了现场图像的采集需求，又
避免了微控制器模块133同时进行缓存和数据传输，降低了对微控制器模块133的硬件要求，从而降低了微控制器模块133的成本。
45.在一些实施例中，请参阅图3所示，为本实用新型实施例的一种图像采集装置的结构示意图。本实施例中，图像采集装置13还包括二总线通信模块137，二总线通信模块137与电源模块131和微控制器模块133连接，用于将二总线的第一电压信号转换为第二电压信号发送给电源模块131；以及转发微控制器模块133与控制装置11的通信信息。
46.二总线为两条无极性传输线，一条为下行数据电压信号，另一条为上行数据电流信号。第一电压信号是指二总线的下行数据电压信号，电压值通常为24v～36v；第二电压信号是指图像采集装置13内部的各硬件模块可以直接使用的直流电压信号，例如5v、3.3v等电压信号。二总线模块137可以通过电压转换电路将第一电压转换为较低的第二电压后，提供给电源模块131，给微控制器模块133和图像采集模块135供电。同时，二总线除了供电功能外还具有信号传输功能，二总线模块137可以通过数据信号转发电路将控制装置11下发的图像采集指令转发给微控制器模块133，并将微控制器模块133发送的现场图像信息转发给控制装置11。
47.在一些实施例中，请参阅图4所示，为本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图。环境信息采集报警系统包括无线网关15和无线前端装置17，该无线网关15与控制装置11通过二总线连接，无线网关15与无线前端装置17通过无线通信连接，无线前端装置17用于采集火警信息，无线网关15用于将火警信息通过二总线转发给控制装置11。
48.无线网关15直接挂载在二总线下，可以通过内部的二总线模块将二总线的第一电压转换为第二电压，并给整个无线网关15供电。这里的第一电压、第二电压与其他实施例中的第一电压、第二电压意义相同。无线前端装置17是指能够获取现场环境信息并通过无线通信方式将环境信息发送给无线网关的设备。无线前端装置17可以包括探测器和无线通信模块。探测器可以是烟感、温感、光感、火焰探测、气体监测等传感器，也可以是声音采集和图像采集设备。实际场景中，二总线上除了无线网关15，还可以挂载其他消防报警装置，控制装置11通过这些装置以及无线网关15的总线地址，进行对应的数据通信。
49.探测器将采集到的信息通过无线通信模块转发给无线网关15，无线网关15将这些信息通过二总线发送给控制装置11。在实际应用中，可以在不方便布设有线设备的场所附近的二总线位置放置无线网关15，并在需要进行环境信息监测的位置放置无线前端装置17。无线前端装置17获取现场环境信息后通过无线网关15发送到控制装置11，实现环境信息的远程监测，扩大了环境信息监测的适用场所范围。
50.在一些实施例中，请参阅图5所示，为本实用新型实施例的一种环境信息采集报警系统的结构示意图。环境信息采集报警系统包括有线网关19、无线网关15和无线前端装置17，有线网关19与控制装置11通过二总线连接，无线网关15与有线网关19、无线前端装置17通过无线通信连接，无线前端装置17用于采集火警信息，无线网关15用于将火警信息转发给有线网关19，有线网关19用于将火警信息通过二总线转发给控制装置11。
51.在实际应用场景中，可能出现有线网关19和无线网关15桥接使用的情况。例如，部分无线网关15不能使用二总线供电，或者该场所必须使用无线网关15作为通信中继。此时有线网关19通过二总线供电并与控制装置11进行二总线通信，而无线网关15、无线前端装
置17的供电有其他电源，无线网关15与有线网关19、无线前端装置17通过无线通信连接传输火警信息。可以看出，从火警信息传输的角度，无线网关15承担通信中继的作用，拓展了无线前端装置17到有线网关19的通信距离。
52.进一步地，在一些实施例中，控制装置11用于根据有线网关19或无线网关15在二总线上的设备地址，与对应的有线网关19或无线网关15通信。
53.从二总线设备管理和主从设备通信的角度，控制装置11为了实现无线网关15和有线网关19的无缝衔接，可以将无线网关15和有线网关19作为二总线逻辑层面上的同级设备进行管理。即控制装置11为第一级，有线网关19和无线网关15为第二级，与有线网关19、无线网关15进行有线或无线通信的前端装置、报警装置等为第三级。即无线网关15虽然从硬件上没有接入二总线，但在逻辑层面上具有自己的总线地址，控制装置11可以根据该总线地址访问对应的无线网关15并发送控制指令，在硬件层面，与该无线网关15通过无线连接的有线网关19获取该控制指令后，识别对应的总线地址并将控制指令转发给对应的无线网关15，并将无线网关15的响应数据转发给控制装置11，实现无线通信与有线通信的融合和衔接。
54.在一些实施例中，无线网关15包括互相连接的微控制器模块和无线通信模块；无线通信模块用于接收无线前端装置17发送的火警信息，并转发给微控制器模块；微控制器模块用于处理该火警信息并转发给控制装置11。
55.微控制器模块可以包括单片机、处理器或其他具有运算和存储功能的模块及其外围器件。无线通信模块可以包括wifi、zigbee等具有无线通信功能的模块。本实施例中的微控制器模块为单片机。火警信息可以是各类无线前端装置17获取的烟感、温感、光感、火焰探测、气体监测、声音、图像等环境信息，微控制器模块可以将该环境信息与对应的无线前端装置信息进行缓存和数据处理，并转发给控制装置11。
56.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
57.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种环境信息采集报警系统，其特征在于，包括控制装置、报警装置和至少一个图像采集装置，所述控制装置与所述报警装置、图像采集装置通过二总线连接；所述控制装置用于向所述图像采集装置发送图像采集指令；所述图像采集装置用于接收并基于所述图像采集指令采集现场图像，并将所述现场图像通过所述二总线发送给所述控制装置；所述控制装置还用于接收所述现场图像，并基于所述现场图像向所述报警装置发送报警指令；所述报警装置用于基于所述报警指令进行声光报警。2.根据权利要求1所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述图像采集装置包括电源模块，以及与所述电源模块连接的微控制器模块和图像采集模块；所述微控制器模块默认处于低功耗状态，在接收到所述图像采集指令后切换为正常工作状态，并基于所述图像采集指令向所述电源模块发送供电控制信号；所述电源模块基于所述供电控制信号向所述图像采集模块供电。3.根据权利要求2所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述微控制器模块与所述图像采集模块互相连接，所述微控制器模块用于基于所述图像采集指令向所述图像采集模块发送图像控制信号，并接收所述现场图像；所述图像采集模块用于基于所述图像控制信号采集所述现场图像并发送给所述微控制器模块。4.根据权利要求3所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述微控制器模块通过iic接口向所述图像采集模块发送所述图像控制信号；所述微控制器模块通过gpio接口接收所述图像采集模块发送的所述现场图像。5.根据权利要求2所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述微控制器模块包括内存单元，所述内存单元用于缓存所述现场图像，所述内存单元的空间大于存储一帧所述现场图像所需的最小存储空间。6.根据权利要求2所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述图像采集装置还包括二总线通信模块，所述二总线通信模块与所述电源模块和所述微控制器模块连接，用于将所述二总线的第一电压信号转换为第二电压信号发送给所述电源模块；以及转发所述微控制器模块与所述控制装置的通信信息。7.根据权利要求1所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述环境信息采集报警系统还包括无线网关和无线前端装置，所述无线网关与所述控制装置通过所述二总线连接，所述无线网关与所述无线前端装置通过无线通信连接，所述无线前端装置用于采集火警信息，所述无线网关用于将所述火警信息通过所述二总线转发给所述控制装置。8.根据权利要求1所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述环境信息采集报警系统还包括有线网关、无线网关和无线前端装置，所述有线网关与所述控制装置通过所述二总线连接，所述无线网关与所述有线网关、所述无线前端装置通过无线通信连接，所述无线前端装置用于采集火警信息，所述无线网关用于将所述火警信息转发给所述有线网关，所述有线网关用于将所述火警信息通过所述二总线转发给所述控制装置。9.根据权利要求8所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述控制装置用于根据所述有线网关或无线网关在所述二总线上的设备地址，与对应的有线网关或无线网关通信。
10.根据权利要求7～9任一所述的环境信息采集报警系统，其特征在于，所述无线网关包括互相连接的微控制器模块和无线通信模块；所述无线通信模块用于接收所述无线前端装置发送的所述火警信息，并转发给所述微控制器模块；所述微控制器模块用于处理所述火警信息并转发给所述控制装置。

技术总结
一种环境信息采集报警系统，其特征在于，包括控制装置、报警装置和至少一个图像采集装置，所述控制装置与所述报警装置、图像采集装置通过二总线连接；所述控制装置用于向所述图像采集装置发送图像采集指令；所述图像采集装置用于接收并基于所述图像采集指令采集现场图像，并将所述现场图像通过所述二总线发送给所述控制装置；所述控制装置还用于接收所述现场图像，并基于所述现场图像向所述报警装置发送报警指令；所述报警装置用于基于所述报警指令进行声光报警，实现了不需要通过网络通信设备和单独网络布线即可实现现场图像的采集和传输，降低了设备的硬件安装和维护成本，扩大了图像采集的适用场所范围。了图像采集的适用场所范围。了图像采集的适用场所范围。


技术研发人员：高中双
受保护的技术使用者：浙江华消科技有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/6/28