基于物联网的居家安全管理系统的制作方法

本发明属于居家安全系统技术领域，具体地说，涉及基于物联网的居家安全管理系统。

背景技术：

随着物联网感知技术的发展，家庭安全及消防越来越受重视，同时由于人口老龄化的日趋严重，老年人居家安全也越来越受重视。老年人本身由于年龄增长，身体素质逐渐下降，记忆力衰退，在生活中很容易就生病，相较于年轻力壮的成年人，也很容易发生火灾。

为了解决上述问题，人们会实用居家消防系统和居家监控系统。居家监控系统采用摄像头等采集用户在家的活动情况，并在检测到异常时进行报警，现有的居家监控多是从监控图像来分析用户的行为活动是否存在异常，但有些异常并不能通过监控图像反应出来，且监控摄像头采集的是图像，对家庭成员来说自己时刻被监控着，自己的隐私被公开，带来的体验不好。甚至有的家庭成员还很反感安装监控摄像头。居家消防系统主要用于采集火灾信息并进行报警，有的居家消防系统还包括自动灭火装置，但是灭火装置在安装一定年限后，由于没有监控灭火装置的有效性，导致在发生火灾时不能提供有效的火灾救助。

技术实现要素：

针对现有技术中上述的不足，本发明提供基于物联网的居家安全管理系统，居家安全子系统采用用户居家活动数据采集装置采集用户的活动信息，并根据该活动信息分析出用户的健康及安全情况是否正常，再根据分析的结果向用户推送报告信息，不采用摄像头提取图像，保障用户的隐私，采集用户的人体活动信息，能够从活动信息来分析出用户的健康和安全情况，并通过绑定的联系账号向用户推送报告信息；消防子系统中的火灾信号采集装置采集火灾信号，消防设施状态采集装置采集自动灭火装置的运行状态，中央控制单元控制自动灭火装置进行灭火，并对自动灭火装置有效期限进行管理并在灭火装置失效时进行报警，能够根据采集到的信息进行声光报警，同时分析出当前最适合的处置方式及需要用到的消防设备，并推送到用户和消防平台，用户可以根据推送的处置方式进行有序、有效的救火和自救，减少火灾中的损失，消防员可以通过信息推送单元获取消防注意事项信息，有利于消防员做好充分的准备，采取最快速有效的救援措施。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：基于物联网的居家安全管理系统，包括用户管理单元、存储单元、居家安全子系统和消防子系统，所述的用户管理单元用于用户注册及系统联系账号登记，存储单元用于存储居家安全子系统及消防子系统的数据，所述的居家安全子系统包括用户居家活动数据采集装置、自学习单元、居家活动数据比较分析单元和居家活动信息推送单元；用户居家活动数据采集装置用于采集用户的活动信息，所述的自学习单元用于根据用户的正常活动信息训练学习出用户正常活动基础数据，所述的居家活动数据比较分析单元用于比较数据采集单元采集到的用户的活动信息与训练学习出的用户正常活动基础数据，分析用户的健康及安全是否正常，居家活动信息推送单元用于根据数据比较分析单元分析出的用户的健康及安全情况向用户推送居家活动报告信息；

所述的消防子系统包括火灾信号采集装置、消防设施状态采集装置、声光报警装置、自动灭火装置和中央控制单元，火灾信号采集装置、消防设施状态采集装置、声光报警装置和自动灭火装置分别与中央控制单元通讯连接，火灾信号采集装置采集火灾信息，消防设施状态采集装置采集消防设施的运行状态，声光报警装置进行报警，自动灭火装置由中央控制单元控制进行自动灭火；所述的中央控制单元包括分析单元、用户处置信息推送单元、消防处置信息推送单元、自动灭火装置有效期限管理单元和报警单元，所述的分析单元根据火灾信号采集装置采集到的火灾信息，分析出当前最适合的处置方式及需要用到的消防设备；所述的用户处置信息推送单元根据分析单元分析出的处置方式，向用户推送报警信息及处置信息；所述的消防处置信息推送单元用于根据分析单元分析出的处置方式，向消防平台推送消防注意事项信息；所述的自动灭火装置有效期限管理单元用于管理自动灭火装置的有效期限并在灭火装置失效时进行报警；所述的报警单元用于在发生火灾时或者检测到可燃气体时进行声光报警提示，同时在自动灭火装置无法扑灭火灾时直接向消防平台发送报警信息，实现一键报警。

进一步地，所述的火灾信号采集装置包括烟雾传感器、温度传感器和可燃气体检测传感器，烟雾传感器、温度传感器和可燃气体检测传感器分别与中央控制单元通讯连接。

进一步地，所述的用户居家活动数据采集装置包括用水量采集流量计、用电量采集电表、用气量采集燃气表、电视开关采集传感器、电脑开关采集传感器、冰箱开关采集传感器和门开关采集传感器。

进一步地，所述的可燃气体检测传感器包括一氧化碳传感器和甲烷检测传感器，一氧化碳传感器和甲烷检测传感器分别与中央控制单元通讯连接。

进一步地，所述的消防设施状态采集装置包括自动灭火装置压力传感器，所述的自动灭火装置压力传感器与中央控制单元通讯连接。

进一步地，所述的用户管理单元包括用户注册模块和联系人登记模块，所述的用户注册模块用于用户注册并登录系统，所述的联系人登记模块用于登记和修改报告信息推送联系账号，联系账号包括联系电话、联系邮箱和联系社交软件账号。

进一步地，所述的居家活动数据比较分析单元将用户健康及安全分为四个等级，包括正常、轻度异常、中度异常、严重异常，所述的居家活动信息推送单元根据用户健康及安全等级推送报告信息到联系账号，不同的健康及安全等级对应不同的信息内容和不同的显示颜色。

进一步地，所述的分析单元分析出处置方式包括：积极扑火、逃生并报警、等待救援并报警；当火灾处于起火初期、火灾范围小、房间温度低、起火场景中可燃物少，使用常备灭火装置能够扑灭火灾时，处置方式为积极扑火，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议首选为积极扑火，次选为逃生并报警，推送的信息包括用户自身的防护方式、一定要做的处置动作、一定不能做的处置动作、扑火使用的灭火装置、不同的扑火装置的使用方式以及逃生请手动报警提醒，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭；当火灾范围已经扩大、房间温度已经升高、起火场景中具有较多可燃物，自动灭火装置不能实现灭火，处置方式为逃生并报警，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议为逃生并报警，推送的信息包括用户自身的防护方式、一定不能做的处置动作、一定要做的处置动作，报警单元向消防平台发送报警信息，同时消防处置信息推送单元向消防平台推送的消防注意事项信息包括可燃物种类以及建议带上的消防设备，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭；当火灾扩大，处置方式为等待救援并报警，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议首选为等待救援并报警，推送的信息包括最佳等待救援位置、等待救援过程中的自救动作和一定不能做的处置动作，报警单元向消防平台发送报警信息，同时消防处置信息推送单元向消防平台推送的消防注意事项信息包括可燃物种类、建议带上的消防设备以及被困人员等待救援的具体位置，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭。

本发明的有益效果是：

(1)居家安全子系统采用用户居家活动数据采集装置采集用户的活动信息，并根据该活动信息分析出用户的健康及安全情况是否正常，再根据分析的结果向用户推送报告信息，不采用摄像头提取图像，保障用户的隐私，采集用户的人体活动信息，能够从活动信息来分析出用户的健康和安全情况，并通过绑定的联系账号向用户推送报告信息；消防子系统中的火灾信号采集装置采集火灾信号，消防设施状态采集装置采集自动灭火装置的运行状态，中央控制单元控制自动灭火装置进行灭火，并对自动灭火装置有效期限进行管理并在灭火装置失效时进行报警，能够根据采集到的信息进行声光报警，同时分析出当前最适合的处置方式及需要用到的消防设备，并推送到用户和消防平台，用户可以根据推送的处置方式进行有序、有效的救火和自救，减少火灾中的损失，消防员可以通过信息推送单元获取消防注意事项信息，有利于消防员做好充分的准备，采取最快速有效的救援措施。

(2)用户健康及安全分为四个等级，每个等级对应一种信息内容和显示颜色，便于区分不通的健康及安全等级，从颜色上提示用户健康及安全紧急情况，便于用户立即做出响应。

(3)为用户推送有效且正确的处置方式，避免用户胡乱处置造成更严重的损失，为消防知识缺乏的用户提供具有参考性的建议，同时为消防员提供建议，避免消防部门由于火场情况不清楚造成救助时的二次灾害。

附图说明

图1为本发明居家管理系统结构框图；

图2为本发明消防子系统结构框图；

图3为本发明居家安全子系统结构框图；

图4为消防子系统中央控制单元结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1到图3所示，基于物联网的居家安全管理系统，包括用户管理单元、存储单元、居家安全子系统和消防子系统，所述的用户管理单元用于用户注册及系统联系账号登记，存储单元用于存储居家安全子系统及消防子系统的数据，所述的居家安全子系统包括用户居家活动数据采集装置、自学习单元、居家活动数据比较分析单元和居家活动信息推送单元；用户居家活动数据采集装置用于采集用户的活动信息，所述的自学习单元用于根据用户的正常活动信息训练学习出用户正常活动基础数据，所述的居家活动数据比较分析单元用于比较数据采集单元采集到的用户的活动信息与训练学习出的用户正常活动基础数据，分析用户的健康及安全是否正常，居家活动信息推送单元用于根据数据比较分析单元分析出的用户的健康及安全情况向用户推送居家活动报告信息；

所述的消防子系统包括火灾信号采集装置、消防设施状态采集装置、声光报警装置、自动灭火装置和中央控制单元，火灾信号采集装置、消防设施状态采集装置、声光报警装置和自动灭火装置分别与中央控制单元通讯连接，火灾信号采集装置采集火灾信息，消防设施状态采集装置采集消防设施的运行状态，声光报警装置进行报警，自动灭火装置由中央控制单元控制进行自动灭火；所述的中央控制单元包括分析单元、用户处置信息推送单元、消防处置信息推送单元、自动灭火装置有效期限管理单元和报警单元，所述的分析单元根据火灾信号采集装置采集到的火灾信息，分析出当前最适合的处置方式及需要用到的消防设备；所述的用户处置信息推送单元根据分析单元分析出的处置方式，向用户推送报警信息及处置信息；所述的消防处置信息推送单元用于根据分析单元分析出的处置方式，向消防平台推送消防注意事项信息；所述的自动灭火装置有效期限管理单元用于管理自动灭火装置的有效期限并在灭火装置失效时进行报警；所述的报警单元用于在发生火灾时或者检测到可燃气体时进行声光报警提示，同时在自动灭火装置无法扑灭火灾时直接向消防平台发送报警信息，实现一键报警。

进一步地，所述的火灾信号采集装置包括烟雾传感器、温度传感器和可燃气体检测传感器，烟雾传感器、温度传感器和可燃气体检测传感器分别与中央控制单元通讯连接；所述的用户居家活动数据采集装置包括用水量采集流量计、用电量采集电表、用气量采集燃气表、电视开关采集传感器、电脑开关采集传感器、冰箱开关采集传感器和门开关采集传感器，所述的消防设施状态采集装置包括自动灭火装置压力传感器，所述的自动灭火装置压力传感器与中央控制单元通讯连接。所述的可燃气体检测传感器包括一氧化碳传感器和甲烷检测传感器，一氧化碳传感器和甲烷检测传感器分别与中央控制单元通讯连接。

火灾信号采集装置还包括有毒有害气体检测传感器，有毒有害气体传感器与中央控制单元通讯连接，有毒有害气体包括二氧化硫、臭氧、硫化氢、二氧化氮、氯气和光化学烟雾。火灾现场存在有毒有害气体时，用户的处置信息，消防员需要的防护设备等都存在差异，对有毒有害气体进行检测并在向用户推送的处置信息和向消防平台推送的信息上增加相应的信息建议，有助于正确消防，减少群众和消防员的伤害。

消防设施状态采集装置还包括消防水管压力传感器和消火栓图像采集传感器，消防水管压力传感器和消火栓图像采集传感器分别与中央控制单元通讯连接。消防设施状态采集装置采集消防水管压力和消火栓图像，便于消防员判断消防设施的有效性，有利于消防员获取着火点最近的有效消防设施的位置，有效进行救援，节约由于消防设施不规范造成的时间浪费。

水量采集流量计用于采集用户用水量及用水时间，甚至可以根据不同位置的流量计采集到的数据分析出用户具体的用水方式，譬如洗菜做饭用的是厨房的水龙头的水，一般用水时间会是饭点，洗脸用的是卫生间的水，一般是早上起床后，用水量会为一个较为稳定的值；用气量采集采集燃气表采集的是用户的燃气用量，用气时间一般为饭点为炉灶用气；家里有成员活动一般都会打开电视或电脑等娱乐设备，从娱乐设备分析出用户是否在家活动；冰箱开关采集传感器采集冰箱门的开关，根据冰箱的开关反应出用户是否按时进食，结合燃气、水等的使用情况，判断用户的饮食情况；门开关采集传感器能够检测门的开关情况，结合红外人体传感器，采集用户进出门情况，能够确认用户是否外出，外出后是否回家等情况。

根据采集到的用户的活动信息与用户正常活动基础数据进行对比，将对比出的用户健康及安全分为四个等级，包括正常、轻度异常、中度异常、严重异常。居家活动信息推送单元根据用户健康及安全等级推送报告信息到联系账号，不同的健康及安全等级对应不同的信息内容和不同的显示颜色，报告信息包括用户人体活动信息、健康及安全等级、家人关爱提醒信息以及报警信息。若检测到的用户健康及安全等级为正常，则居家活动信息推送单元为用户推送的报告信息包括人体活动信息，健康及安全等级以及家人关爱提醒信息，信息以代表健康的绿色显示，其中家人关爱提醒信息仅提示用户可以多关爱家人；若检测到的用户健康及安全等级为轻度异常，则居家活动信息推送单元为用户推送的报告信息包括体活动信息，健康及安全等级以及家人关爱提醒信息，信息以蓝色显示，其中家人关爱提醒信息以比较正式的语句建议用户关爱家人；若检测到的用户健康及安全等级为中度异常，则居家活动信息推送单元为用户推送的报告信息包括体活动信息，健康及安全等级、家人关爱提醒信息以及报警信息，信息以橙色显示，其中家人关爱提醒信息以比较正式的语句提示用户一定要关爱家人，并给出具体建议，打个电话回家，或者下班回家看看，报警信息给出用户健康及安全若持续恶化会带来的不良后果；若检测到的用户健康及安全等级为重度异常，则居家活动信息推送单元为用户推送的报告信息包括体活动信息，健康及安全等级以及报警信息，信息以红色显示，报警信息提示用户异常出现的环节，提示用户立即回家查看或者报警，即时进行处理。

自动灭火装置压力传感器采集自动灭火装置的压力，在自动灭火装置泄压失效时进行报警，同时自动灭火装置有效期限管理单元管理自动灭火装置的物理有效期限，这个有效期限需要手动录入，自动灭火装置有效期限管理单元会在有效期限临期时进行报警，报警信息通过用户处置信息推送单元推送给用户。

进一步地，所述的用户管理单元包括用户注册模块和联系人登记模块，所述的用户注册模块用于用户注册并登录系统，所述的联系人登记模块用于登记和修改报告信息推送联系账号，联系账号包括联系电话、联系邮箱和联系社交软件账号。联系人等级需要尽可能的详细，以满足消防子系统的消防需求，同时在详细的联系人中设定居家活动信息推送单元需要推送到的联系人，这样就能够同时满足居家安全子系统的和消防子系统的需求。

进一步地，所述的居家活动数据比较分析单元将用户健康及安全分为四个等级，包括正常、轻度异常、中度异常、严重异常，所述的居家活动信息推送单元根据用户健康及安全等级推送报告信息到联系账号，不同的健康及安全等级对应不同的信息内容和不同的显示颜色。

进一步地，所述的分析单元分析出处置方式包括：积极扑火、逃生并报警、等待救援并报警；当火灾处于起火初期、火灾范围小、房间温度低、起火场景中可燃物少，使用常备灭火装置能够扑灭火灾时，处置方式为积极扑火，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议首选为积极扑火，次选为逃生并报警，推送的信息包括用户自身的防护方式、一定要做的处置动作、一定不能做的处置动作、扑火使用的灭火装置、不同的扑火装置的使用方式以及逃生请手动报警提醒，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭；当火灾范围已经扩大、房间温度已经升高、起火场景中具有较多可燃物，自动灭火装置不能实现灭火，处置方式为逃生并报警，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议为逃生并报警，推送的信息包括用户自身的防护方式、一定不能做的处置动作、一定要做的处置动作，报警单元向消防平台发送报警信息，同时消防处置信息推送单元向消防平台推送的消防注意事项信息包括可燃物种类以及建议带上的消防设备，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭；当火灾扩大，处置方式为等待救援并报警，此时用户处置信息推送单元向用户推送处置方式建议首选为等待救援并报警，推送的信息包括最佳等待救援位置、等待救援过程中的自救动作和一定不能做的处置动作，报警单元向消防平台发送报警信息，同时消防处置信息推送单元向消防平台推送的消防注意事项信息包括可燃物种类、建议带上的消防设备以及被困人员等待救援的具体位置，同时中央控制单元控制自动灭火装置进行火灾扑灭。

中央控制单元还包括建筑消防布局获取单元，用于获取建筑物的消防通道布局和消防设备设置布局，建筑消防布局获取单元包括图纸识别单元和扫描单元，所述的扫描单元用于扫描纸质的建筑消防布局图纸；图纸识别单元用于识别扫描的建筑消防布局图纸的图片和识别电子文档的建筑消防布局图，获得建筑消防布局数据，根据建筑物的消防通道布局，可以在为用户推送处置信息时，在处置信息里面带上逃生通道信息，避免用户在发生火灾时选取错误的逃生方向，影响逃生效果。

实施例

在本发明的一个实施例中，所述的居家安全子系统检测到的用户的活动信息与用户正常活动基础数据对比，对比结果用户健康及安全行为正常。然而消防子系统检测的烟雾传感器检测到房屋客厅烟雾异常，且温度传感器检测到温度在提升，但温度还处于可接受范围内，有毒有害气体检测传感器未检测到有毒有害气体，则分析单元分析以上数据后，为用户推荐的首选处置方式为积极扑火，次选处置方式为逃生并报警，中央控制单元控制自动灭火装置开启进行自动灭火，用户处置信息推送单元为用户推送的信息包括：使用夏被等具有一定厚度，且不太厚的覆盖物打湿或者灭火毯盖在身上作为防护，采用灭火毯或者可用于电器灭火的灭火器用于灭火，切断电源，一定不要用水进行灭火，避免损坏电器，泄露出有害物质，说明逃生路线，提醒用户若选择逃生，则手动拨打火警电话报警。若用户在试图扑灭过程中，没能成功控制住火势，火势变大，温度持续升高，逃生路线还安全可用，则为用户推荐的首选处置方式为逃生并报警，报警单元自动向消防平台报警，中央控制单元控制自动灭火装置持续进行自动灭火，用户处置信息推送单元为用户推送的信息包括使用夏被等具有一定厚度，且不太厚的覆盖物打湿或者灭火毯盖在身上作为防护，使用手套或者别的覆盖物保护好手再开门，说明逃生路线，消防处置信息推送单元向消防平台推送家庭可燃物种类为木质地板、起火原因、消防逃生通道布局、消防设备分布、消防水管的水压是否充足，消防栓中消防设施是否齐全以及建议带上的消防设备。若是用户在获得报警信息时，已经无法进行熊逃生通道逃生，且火势不能被控制，则为用户推荐的首选处置方式为等待救援并报警，报警单元自动向消防平台报警，中央控制单元控制自动灭火装置开启进行自动灭火，用户处置信息推送单元为用户推送的信息包括最佳躲避房间、在房间内使用不易燃物尽量密封房间缝隙，避免高温浓烟传到躲避房间，危害用户健康，消防处置信息推送单元向消防平台推送家庭可燃物种类为木质地板、起火原因、消防逃生通道布局、消防设备分布、消防水管的水压是否充足，消防栓中消防设施是否齐全，用户躲避位置以及建议带上的消防设备等。为用户推送有效且正确的处置方式，避免用户胡乱处置造成更严重的损失，为消防知识缺乏的用户提供具有参考性的建议，同时为消防员提供建议，避免消防部门由于火场情况不清楚造成救助时的二次灾害。

由于居家中有较多的电气设备，因而在布置自动灭火装置时，应该采用能够进行全种类灭火的灭火装置，譬如水基型灭火器、气溶胶灭火器等。

本发明从用户及消防环境两方面进行居家安全管理，对居家管理全面。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。