火灾信息采集分析与自救指导装置

1.本发明属于智慧消防技术领域，具体地说，本发明涉及一种火灾信息采集分析与自救指导装置。


背景技术：

2.火灾是严重威胁人类生命财产安全,发生最频繁的灾害之一。随着我国的不断进步，经济和社会结构发生着急速的转变，社会经济活动规模扩大、频度增加，导致了室内火灾事故的概率和火灾带来的经济损失、人员伤亡数量急剧增加。火灾对人类造成了极大的危害，火灾每年要夺走成千上万人的生命和健康，同时造成社会数以亿计的经济损失。水火无情，火灾的发生，首先带来的是经济财产上的损失其次将给人的生命安全造成不可预测的伤害，火灾的发生对保持良好的社会秩序和居民正常生活产生不利影响。
3.目前，火灾自救和扑灭困难主要有以下原因：消防通道被占用、个人自救能力不足、防患措施不到位、人员疏散困难。因此，火灾自救措施有待提高。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种火灾信息采集分析与自救指导装置，目的是能够很好的帮助火灾中的被困人员进行逃生。
5.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：火灾信息采集分析与自救指导装置，包括主控制器、用于采集火灾现场参数的识别检测装置、用于显示逃生方向及声音提醒的显示提醒装置和用于供水的紧急供水装置，识别检测装置、显示提醒装置和紧急供水装置与主控制器电连接。
6.所述识别检测装置包括用于采集烟雾浓度数据的烟雾传感器、感应是否存在明火的火焰传感器、检测火场内是否存在异常移动物体的超声波传感器和用于采集温度数据的温度传感器。
7.所述火焰传感器、温度传感器和超声波传感器设置多个。
8.所诉火焰传感器可以通过检测辐射强度与波长进行判断是否产生明火。在发现明火的前提下及时传输信息给主控制芯片，以此进行下步判断。
9.所诉温度传感器通过检测温度是否存在异常，并实时传输温度信息，为主控制芯片做出下步判断提供温度信息。
10.所诉超声波传感器通过发送与接受一定频率的超声波，判断所设定的检测范围距离，若检测到的实际距离小于设定的检测距离，则判断有物体进入装置工作范围内，进而为主控制芯片提供下一步工作信息。
11.所述显示提醒装置包括用于播放提示语音的语音模块、用于显示逃生方向的显示模块和用于区分不同工作状态的多个led灯。
12.所述紧急供水装置包括第一储水箱、第二储水箱、与第一储水箱连接的第一水管、与第二储水箱连接的第二水管、与第一水管连接的水泵和与水泵连接的出水管，第一水管
与第二水管连接。
13.所述第一储水箱和第二储水箱中设置水位监测模块。
14.所述水位监测装置包括用于检测储水箱内部水量使用情况的水位传感器与将模拟信号转化为数字信号的ad/da转换模块。
15.所述的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括供电装置，供电装置包括充电锂电池和稳压模块，稳压模块与充电锂电池电连接。
16.所述的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括信息传输装置，信息传输装置包括wifi模块，wifi模块与所述主控制器电连接。
17.所述的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括网络交互装置，网络交互装置包括用户交互模块和火情监测模块；用户交互模块用于显示火灾信息传输装置传送过来的火灾内部情况并将数据提供给网站用户和消防工作人员，并将不同的火情进行分级，以达到优先处理的目的；火情监测模块用于将收集到的火灾信息数据进行整理分析成数据或曲线将其通过网站向大众显示。
18.本发明的火灾信息采集分析与自救指导装置，能够实时监测是否有火灾的发生并进一步的判断火势的大小，进而能够及时的给出合理的解决方案，能够很好的帮助火灾中的被困人员进行逃生，保护人民的生命与财产安全；体积小，独立性高，可以智能选择自救提示方法，无需人为调节自救模式，节省了时间和人力。
附图说明
19.本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
20.图1是本发明火灾信息采集分析与自救指导装置的原理框图；
21.图2是本发明火灾信息采集分析与自救指导装置的结构示意图；
22.图3是本发明火灾信息采集分析与自救指导装置的内部结构示意图；
23.图4是本发明火灾信息采集分析与自救指导装置的工作流程图；
24.图中标记为：1、主控制器；210、烟雾传感器；220、火焰传感器；230、温度传感器；240、超声波传感器；310、语音模块；320、显示模块；410、充电锂电池；420、稳压模块；430、红色led灯；431、黄色led灯；432、绿色led灯；440、电源线；510、wifi模块；610、水泵；620、电机驱动模块；710、第一储水箱；711、第二储水箱；720、水位传感器；730、ad/da转换模块；740、第一水管；741、第二水管；750、第一卡扣；751、第二卡扣；760、出水口。
具体实施方式
25.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
26.如图1至图4所示，本发明提供了一种火灾信息采集分析与自救指导装置，包括外壳体、主控制器1、用于采集火灾现场参数的识别检测装置、用于显示逃生方向和播放提示语音的显示提醒装置以及用于供水的紧急供水装置，识别检测装置、显示提醒装置和紧急供水装置与主控制器1电连接，识别检测装置、显示提醒装置、紧急供水装置和主控制器1设置于外壳体上。
27.具体地说，如图2和图3所示，识别检测装置包括用于采集烟雾浓度数据的烟雾传感器210、火焰传感器220、超声波传感器240和用于采集温度数据的温度传感器230，火焰传感器220用于检测火灾现场中明火的位置，超声波传感器240用于检测火场内物体移动。烟雾传感器210、火焰传感器220、超声波传感器240和温度传感器230设置在外壳体上，烟雾传感器210、火焰传感器220、超声波传感器240和温度传感器230与主控制器1为电连接，烟雾传感器210、火焰传感器220、超声波传感器240和温度传感器230传递信号至主控制器1，火焰传感器220、温度传感器230和超声波传感器240设置多个。
28.如图2和图3所示，在本实施例中，火焰传感器220、温度传感器230和超声波传感器240均设置两个，两个火焰传感器220设置在外壳体的长度方向上的相对两端，两个温度传感器230设置在外壳体的长度方向上的相对两端，两个超声波传感器240设置在外壳体的长度方向上的相对两端。
29.如图2所示，显示提醒装置包括用于播放提示语音的语音模块310、用于显示逃生方向的显示模块320和用于区分不同工作状态的三个led灯430、431、432。语音模块310和显示模块320固定设置在外壳体上，语音模块310的型号为isd1820，显示模块320的型号为16
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32点阵模块max7219，三个led灯430、431、432分别为红色led灯、黄色led灯、绿色led灯；。
30.如图2和图3所示，紧急供水装置包括第一储水箱710、第二储水箱711、与第一储水箱710连接的第一水管740、与第二储水箱711连接的第二水管741、与第一水管740连接的水泵610和与水泵610连接的出水管，第一水管740与第二水管741连接。第一储水箱710和第二储水箱711中存储有水，第一储水箱710和第二储水箱711位于外壳体的内部，第一水管740的出水端与水泵610的进水端连接，水泵610的出水端与出水管的进水端连接，出水管的出水端位于外壳体的外部，出水管的出水口760用于出水。水泵610运转后，能够将第一储水箱710和第二储水箱711中的水泵610送至出水管，由出水管供水。
31.作为优选的，第一储水箱710和第二储水箱711中设置水位传感器720，水位传感器720检测第一储水箱710和第二储水箱711中的水位高度，水位传感器720通过ad/da转换模块730与主控制器1电连接，ad/da转换模块730将水位传感器720的模拟数据转换成数字数据并传输与主控制器1做数据处理，当超过最低水位线时启动水位警示并提醒用户对水箱内的水进行添加。水泵610为电子水泵，水泵610与主控制器1为电连接，水泵610受到主控制器1的控制。
32.作为优选的，第一储水箱710和第二储水箱711与外壳体为可拆卸式连接，在该装置工作一段时间之后或者是在火灾结束之后，若水位监测模块检测到第一储水箱710和第二储水箱711的水位降低到设定阈值之下时，通过ad/da转换模块，将检测信息转换给主控制器1，之后通过wifi模块510将缺水信息发送到网页客户端，以此来提醒工作人员及时的更换水箱，保证该装置的稳定运行，并且水箱可以降低装置内部的温度，来进一步的保证装置的正常运行。
33.如图2和图3所示，本发明的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括供电装置，供电装置包括充电锂电池410、稳压模块420、3个led显示小灯和电源线440，稳压模块420与充电锂电池410电连接。充电锂电池410和稳压模块420设置在外壳体的内部，充电锂电池410的电压为12v，充电锂电池410的额定容量为2200ma，充电锂电池410用于给整个装置提供电能。稳压模块420是用于将充电锂电池410的12v电压降至5v稳定后给一些模块供电。3
个led显示小灯分别为红色led灯430、黄色led灯431和绿色led灯432。
34.当装置在检测状态时，电源线440可一直为该机器提供电力，且可为充电锂电池410提供充电，保证充电锂电池410的电量充足，在该状态下绿色led灯432点亮，显示绿色，提示为充电状态，为正常态。当未发现火情，但建筑物内停电时，黄色led灯431点亮，显示黄色。当发现火情，建筑物内自动断电，此时该机器进入工作状态，充电锂电池410放电，此时红色led灯430点亮，显示红色，当机器工作一段时间之后，若充电锂电池410电量不足，此时该红色led灯430开始闪烁，以此来进行提示。
35.如图1所示，本发明的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括信息传输装置，信息传输装置包括wifi模块510，wifi模块510与主控制器1电连接，wifi模块510将检测装置中所得数据通过串口的传输方式发送讯息。该装置使用网络交互模块，以最快速度为消防人员传递信息，展开救援或检修工作。
36.如图1所示，本发明的火灾信息采集分析与自救指导装置还包括网络交互装置，网络交互装置包括用户交互模块和火情监测模块；用户交互模块用于显示火灾信息传输装置传送过来的火灾内部情况并将数据提供给网站用户和消防工作人员，并将不同的火情进行分级，以达到优先处理的目的；火情监测模块用于将收集到的火灾信息数据进行整理分析成数据或曲线将其通过网站向大众显示。
37.主控制器1的主控制芯片由stm32f103c8t6单片机组成，为整个装置的核心，且与wifi模块510、点阵模块、语音提示模块、红外传感器、超声波传感器240、温度传感器230、烟雾传感器210连接并控制各个模块的数据传输，同时，作为该系统信号传输的处理装置将接收到的信号进行转换通过点阵模块形成可视化的效果。
38.火灾信息采集分析与自救指导装置在运行过程中，当火灾发生时该装置通过烟雾报警器、火焰传感器220和温度传感器230检测烟雾浓度、地面是否有明火以及周围环境温度数据传给主控制器1。主控制器1根据数据进行火情判断，判断是进行自救提示灭火还是进行自救逃生。在火情判断过程中当检测到被触发的装置数量大于设定值b时进行道路规划模式和自救提示模式同时进行否则只进行自救提示模式。在火情判断过程中，烟雾报警器、火焰传感器220以及温度传感器230实时采集数据，不断地对周围进行火情判断，直到烟雾浓度和温度低于设定值并且地面没有明火为止。在自救提示模式进行过程中，通过显示模块320形成动态状通过屏幕向人群进行提示和引导，闪烁的灯光在火灾来临时更容易被注意到同时结合语音智能提示自救，火灾发生过程中最容易慌乱，语音提示自救方式将使人在第一时间以正确的方法进行自救，减少了火灾带来的二次伤亡。让人们在火灾来临时跟随其动态箭头图标和语音播报加速到达安全地区，减少伤亡率。在进行道路规划模式过程中，通过利用识别检测装置中的一系列传感器采集到的火场信息数据传输给主控制器1，主控制器1将数据进行整合向特定的信息提供网站和消防人员传递。同时根据具体实际情况进行火场中的安全道路规划，规划出室内建筑火灾的最佳逃生路线，以此在加速疏散逃离群众的同时减少人力、物力、财力的损失。与此同时，紧急供水装置在通过超声波传感器240检测到周围有移动的物体时，假设其为人群从而会提供紧急用水供人们沾湿衣物捂住口鼻。
39.作为优选的，当烟雾传感器210与火焰传感器220同时或者其中之一检测到火灾信息时将检测数据传给主控制器1，主控制器1根据接收到的数据进行火灾自救方式的判断。
若装置被触发数小于或等于设定值b时判断为火灾起初阶段，该时期为火灾自行消灭的最佳阶段，因此装置进行自救提示模式，通过语音模块310进行合理的指导帮助火灾发生地的人，使得火灾能够得到人为的控制，从而到达灭火自救的目的。在装置被触发数大于设定值b时为火灾发展阶段，在该阶段火灾附近的人最好的办法为逃离火灾现场，该装置通过火焰传感器220、温度传感器230、烟雾传感器210三位合一收集火灾内部的信息，通过主控芯片进行数据的整合与分析，并通过与其他装置进行联动，形成局域网，合理规划出一条安全高效的逃生通道，通过语音模块310与显示模块320进行听觉与视觉的双重提示，保障被困人可以有效的接受信息，从而能够帮助其快速逃离火灾现场。并且在该道路上，该装置的超声波传感器240自行工作，检测该装置左右两侧的道路情况，若超声波传感器240检测到物体的移动，进而通过主控制器1发送信息给水泵610，水泵610从第一储水箱710和第二储水箱711内抽取可用水，将水提供给该物体，若该物体为被困人，从而能够帮助其打湿衣物，以帮助其能够掩住口鼻，防止烟雾造成伤害。该装置通过火焰传感器220、温度传感器230、烟雾传感器210与超声波传感器240，收集火灾内部信息，通过主控制器1进行数据的整合与分析，并通过wifi模块510将信息发送到网页客户端。在网页客户端根据接受到的信息，将各个装置在该建筑物的位置及周围火灾信息进行分析，从而将火灾内部情况进行分级显示得出最适合逃生的路线，为消防员到达火灾发生地时能够第一时间了解火场内部情况，提高了消防员对室内火灾情况的了解。
40.以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：包括主控制器、用于采集火灾现场参数的识别检测装置、用于显示逃生方向及声音提醒的显示提醒装置和用于供水的紧急供水装置，识别检测装置、显示提醒装置和紧急供水装置与主控制器电连接。2.根据权利要求1所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述识别检测装置包括用于采集烟雾浓度数据的烟雾传感器、感应是否存在明火的火焰传感器、检测火场内是否存在异常移动物体的超声波传感器和用于采集温度数据的温度传感器。3.根据权利要求2所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述火焰传感器、温度传感器和超声波传感器设置多个。4.根据权利要求1至3任一所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述显示提醒装置包括用于播放提示语音的语音模块、用于显示逃生方向的显示模块和用于区分不同工作状态的多个led灯。5.根据权利要求1至3任一所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述紧急供水装置包括第一储水箱、第二储水箱、与第一储水箱连接的第一水管、与第二储水箱连接的第二水管、与第一水管连接的水泵和与水泵连接的出水管，第一水管与第二水管连接。6.根据权利要求5所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述第一储水箱和第二储水箱中分别设置有水位监测装置。7.根据权利要求6所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：所述水位监测装置包括用于检测储水箱内部水量使用情况的水位传感器与将模拟信号转化为数字信号的ad/da转换模块。8.根据权利要求1至3任一所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：还包括供电装置，供电装置包括充电锂电池和稳压模块，稳压模块与充电锂电池电连接。9.根据权利要求1至3任一所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：还包括信息传输装置，信息传输装置包括wifi模块，wifi模块与所述主控制器电连接。10.根据权利要求1至3任一所述的火灾信息采集分析与自救指导装置，其特征在于：还包括网络交互装置，网络交互装置包括用户交互模块和火情监测模块；用户交互模块用于显示火灾信息传输装置传送过来的火灾内部情况并将数据提供给网站用户和消防工作人员，并将不同的火情进行分级，以达到优先处理的目的；火情监测模块用于将收集到的火灾信息数据进行整理分析成数据或曲线将其通过网站向大众显示。

技术总结
本发明公开了一种火灾信息采集分析与自救指导装置，包括主控制器、用于采集火灾现场参数的识别检测装置、用于显示逃生方向及声音提醒的显示提醒装置和用于供水的紧急供水装置，识别检测装置、显示提醒装置和紧急供水装置与主控制器电连接。本发明的火灾信息采集分析与自救指导装置，能够很好的帮助火灾中的被困人员进行逃生；体积小，独立性高，可以智能选择自救提示方法，无需人为调节自救模式，节省了时间和人力。了时间和人力。了时间和人力。


技术研发人员：孙建浩 周宇赫 邵一文 张龙 陈丽华 汪文彬 李婉婉 鲍玉然 郑瑞 朱昌平 谷成飞 陈璐阳
受保护的技术使用者：皖江工学院
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2023/6/6