专利名称：可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法，尤其是涉及一种应用在电子、软件、建筑电气、火灾自动报警系统中的可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法。
背景技术：
由于我国的耕地面积有限，所以城市建筑正向大型化、集群化发展。各种建筑的消防设施成为非常重要的一环，尤其是当火灾发生时的检测报警系统就显的尤为重要，传统的火灾报警系统是当火灾发生时，不能以影像形式反映现场情况，同时也不能将火灾现场是否有人员被困等情况及时反映给救护人员。
发明内容
本发明就是为解决上述存在的问题而提供一种对建筑火灾能动作更迅速、提供的信息更充分直观、控制更灵活的可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法，能直接让建筑管理人员看到火灾的发生的情况以及火灾蔓延的趋势，能监视和帮助建筑内的人员疏散，有针对性地手动启动消防设施，并能直观地看到消防设施的运转情况，记录火灾发生的全过程，为日后的火灾鉴定提供依据，并通过影像压缩技术完成全局的影像传输，可借助专用影像处理软件的强大处理能力，在控制中心或远程电脑上看到建筑内的三维影像，可根据需要从各个角度察看建筑的内部情况。
本发明可视化智能复合消防火灾自动报警装置由下述部分构成由摄像头模组、光电感烟探测器、检测通讯芯片以及电阻式温度传感器构成的可视化复合探测器；由总控制单元协调的通讯控制单元、图像处理单元和输入输出控制单元三部分构成的控制器；可视化手动报警器；通讯电缆；所述的摄像头模组由下述部分构成根据安装高度的不同，镜头的焦距有2级可以调整的微型广角镜头；将图像直接以数字格式输出，同时压缩视频图像，使每秒20帧以上VGA的图像压缩成200kbps大小的图像处理芯片；柔性电路板。
所述的光电感烟探测器由下述部分构成不透光的迷宫型烟室；为接收器提供检测光的发光器；根据接收到光的强度来判断烟雾颗粒是不是由火灾引起的接收器。
所述的电阻式温度传感器采用热敏电阻的阻值随环境温度的线性变化也作线性变化的温度传感器；所述的检测通讯芯片定期或由控制器进行控制对探测器的各部分进行检测。
所述的电阻式温度传感器是根据程序设定向控制器发送持续变化的温度数据，探测范围为-40C-480C，报警条件为差温报警、差定温报警，定温报警，根据需要设定报警温度。
所述的控制器是直接控制空调、给排水、排烟、新风、防火门各消防联动设施，比较现场温度和设定温度的差别，自动控制空调机内的冷水和热水。
本发明可视化智能复合消防火灾自动报警方法是由下述阶段构成可视化复合探测器开始工作激活摄像头阶段；摄像头模组向控制器发送监视现场实时影像信号，显示现场实时影像阶段；控制器接收并处理摄像头和各种探测器发送的信号，在探测器报警时自动将探测器的影像输出到图像显示器上，控制器对可视化复合探测器发送的现场影像信号及温度传感器及感烟传感器采样输出的温度数据进行分析阶段；上述显示现场实时影像阶段和控制器对温度及烟浓度数据进行分析阶段的结果若不是火警，返回监视现场环境状态阶段；上述显示现场实时影像阶段和控制器对温度数据进行分析阶段的结果若是火警，控制器启动警铃，联动设备以及联动设备附近的摄像头并由图像显示器显示设备启动情况，供监控人员观察阶段；图像显示器显示设备启动阶段为正常启动，则显示各防火区疏散，消防员灭火及组织营救的影像，并存储火灾发生的影像信号供分析火灾原因使用阶段；图像显示器显示设备启动阶段为非正常启动，则采取补救措施强迫启动阶段。
本发明可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法的优点及效果本发明的性能和可靠性较目前的普通火灾报警系统大大的提高，有以下两个突出积极效果(1)高集成性的复合探测器在光电感烟探测器上加入了摄像头模组和电阻式温度传感器和综合处理芯片。
摄像头模组由微型超广角镜头、200万像素视频处理芯片、视频压缩芯片和柔性线路板构成。摄像头模组可以向控制器发送监视现场的实时影像，通过图像压缩技术，将复合探测器的视频带宽占用限制在200kbps之内，而图像的画面质量足以分辨15米之内人的面貌细节。综合监视管理软件可以根据在同一区域内的几个探测器提供的影像资料，将图像自动校正并合成为三维物体影像，可以让操作者从不同角度观察现场情况。当复合探测器处于监视状态时，摄像头模组的功能可作为光照度探测器和活动物体探测器使用；当复合探测器处于报警状态时，摄像头模组就会直接向控制中心发送现场的影像资料，供控制中心分析。出于特别需要，最高控制级别的使用者可以通过128位加密的安全密码在监视状态开启摄像头。当然系统也有无摄像功能的复合探测器供选择。
电阻式温度传感器是通过热敏电阻的阻值随环境温度的线性变化也作线性变化的特性制造的，复合探测器中的电阻式温度传感器根据程序设定可向控制器发送持续变化的温度数据，探测范围为-40C-480C。系统监控人员可以非常灵活的设置温感探测器的报警条件，即可以将报警条件设置为差温、差定温报警，也可以将报警条件设定为定温报警，并可以根据需要设定报警温度。控制器还可以根据实时的温度采样，对空调系统实施控制。控制器会比较现场温度和设定温度的差别，来自动控制空调机内的冷水和热水流量，和控制新风阀的开启角度。
(2)多功能控制器控制器运用了全新的控制结构，能直接控制空调、给排水、排烟、新风、防火门等消防联动设施，启动设备的速度更加快捷。同时也能在控制器的图像显示器上通过影像系统看到设备的启动状态。
图1为本发明可视化复合探测器外型结构示意图。
图2为本发明可视化复合探测器内部结构示意图。
图3为本发明控制器结构方框图。
图4为本发明可视化探测器电气原理图。
图5为本发明可视化智能复合消防火灾自动报警方法工作流程图。
具体实施例方式
实施例1如图1、图2所示，本发明可视化复合探测器是由摄像头模组8、光电感烟探测器、检测通讯芯片以及电阻式温度传感器7构成。摄像头模组8是由微型广角镜头5、图像处理芯片6和柔性电路板10构成。可视化复合探测器外壳上还设有摄像头工作指示灯1、探测器巡检指示灯2、防虫网3、摄像头焦距调节环4。
所述的复合探测器内集成200万像素的摄像头模组，使火灾自动报警系统具备了视频能力。当系统处于报警状态时，复合探测器内的摄像头会自动被激活，向控制中心提供火警现场的实时视频影像。这使监控人员能更迅速的掌握火警范围及走势，和观察协助受困人员逃生。
所述的广角镜头1设置在光电感烟探测器的顶部，经摄像头模组处理后的压缩影像资料同感烟探测器的感烟探测资料一同经总线发送到控制器。摄像头1的视角标准为在4.5米高度上可以覆盖直径为12米的圆形地面。根据安装高度的不同，镜头的焦距有2级可以调整。
所述的专用的图像处理芯片2可以将图像直接以数字格式输出，同时压缩视频图像，使每秒20祯以上VGA的图像压缩在200kbps左右，使多视频的长距离传输成为可能。
所述的检测通讯芯片4以TCP/IP协议为通讯协议，使每个设备都具有独立的地址，和控制器进行主从式通讯。
如图3所示，本发明控制器是由总控制单元协调的通讯控制单元、图像处理单元和输入输出控制单元三部分构成，通讯控制单元与其他系统或兼容的通讯设备相连，图像处理单元连接图像显示设备，输入输出控制单元对火警和其他监视信息进行采集，与输出报警和联动控制相连。控制器可以接收并处理摄像头和各种探测器发送的信号，并能在探测器报警时自动将探测器的图像信号输出到图像显示设备。
探测器和控制器之间的通讯协议探测回路的设计带宽为55Mb可以容纳159个复合探测器和其他设备。探测回路的长度可以达到1500米，并且能在总线上为探测器提供电源。
实施例2本发明可视化消防自动报警装置由如下部分组成控制器；可视化智能烟温探测器，在光电感烟探测器中结合了温度探测器和200万像素的摄像头模组；可视化手动报警器；警铃；防火门释放器；通讯电缆，为RPPV1.5X4。
本发明可视化智能复合消防火灾自动报警装置的连接本发明可视化智能复合消防火灾自动报警装置采用四总线制接线，其主通讯协议为TCP/IP带宽为55M，所有的设备并联在总线上，通讯电缆为2对双绞线，分极性，总线长度为最长1500米，线路电阻要求小于15欧姆。
本发明可视化智能复合消防火灾自动报警装置逻辑配置控制器将停车场内的可视化复合探测器内的感烟探测器屏蔽，以避免环境烟气如汽车尾气造成的误报警。摄像头设置在工作状态，这使正常状态下控制中心也能看到停车场的实时影像。
可视化手动报警器的摄像头可以提供现场水平视角的影像。
所有的探测器在探测到火警后会激发警铃发出报警音。
所有的探测器在探测到火警后会激发防火门释放器关闭防火门。
所有的探测器在探测到火警后会启动消防水泵向消火栓系统充水。
如图4所示，本发明可视化智能复合消防火灾自动报警方法如下可视化复合探测器开始工作激活摄像头；摄像头模组向控制器发送监视现场实时影像信号，显示现场实时影像；控制器接收并处理摄像头和各种探测器发送的信号，在探测器报警时自动将探测器的影像输出到图像显示器上，控制器对可视化复合探测器发送的现场影像信号及温度传感器采样输出的温度数据进行分析；若不是火警，返回监视现场环境状态；若是火警，控制中心的控制器启动警铃，联动设备以及联动设备附近的摄像头，立即发出声光报警，并指出火警发生的准确地点，同时图像显示器上也会显示出报警的探测器所传回的图像；图像显示器显示设备启动情况，供监控人员观察；通过显示器可以观察建筑内部的俯视图，建筑内的各个摄像头会全部打开，向控制器传输影像，系统会自动执行影像溶合操作，将32个摄像头传回的图像组合成一幅区域总览图；监控人员可根据总览图中显示的影像来确定是否为真实的火灾发生；监控人员可以从总览察看火灾发生地点的情况以及火灾蔓延的趋势；允许监控人员变换观察视角，旋转图像从不同角度观察现场情况；监控人员还可以通过辅助电脑同时从几个不同的视角同时观察现场情况；
在探测器报警的同时，控制器会自动开启消防水泵和关闭防火门；监控人员能在显示器上观察到防火门关闭的实际情况；系统在启动消防警铃后，各工作间内的人员要立即经消防通道逃生；监控人员能在显示器上看到建筑内各部分是否有未疏散的人员，以及逃生通道是否畅通等情况；在疏散过程中，如果摄像头探测到画面中存在移动物体，会自动将这个画面提到前台的列表中，提醒监控人员该区域可能有人受困；火灾中火情瞬息万变，消防人员可以通过总览图制定灭火和营救方案；因此，火灾发生之后，火灾鉴定人员可以从控制器中提取火灾发生时自动记录的影像资料，来帮助确定火灾发生原因。
权利要求
1.一种可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于由下述部分构成由摄像头模组、光电感烟探测器、检测通讯芯片以及电阻式温度传感器构成的可视化复合探测器；由总控制单元协调的通讯控制单元、图像处理单元和输入输出控制单元三部分构成的控制器；可视化手动报警器；通讯电缆。
2.按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的摄像头模组由下述部分构成根据安装高度的不同，镜头的焦距有2级可以调整的微型广角镜头；将图像直接以数字格式输出，同时压缩视频图像，使每秒20帧以上的图像压缩成200kbps大小的图像处理芯片；柔性电路板。
3.按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的光电感烟探测器由下述部分构成不透光的迷宫型烟室；为接收器提供检测光的发光器；根据接收到光的强度来判断烟雾颗粒是不是由火灾引起的接收器。
4.按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的电阻式温度传感器采用热敏电阻的阻值随环境温度的线性变化也作线性变化的温度传感器。
5.按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的检测通讯芯片定期或由控制器进行控制对探测器的各部分进行检测。
6.按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的电阻式温度传感器是根据程序设定向控制器发送持续变化的温度数据，探测范围为-40C-480C，报警条件为差温报警、差定温报警，定温报警，根据需要设定报警温度。
7按照权利要求1所述的可视化智能复合消防火灾自动报警装置，其特征在于所述的控制器是直接控制空调、给排水、排烟、新风、防火门各消防联动设施，比较现场温度和设定温度的差别，自动控制空调机内的冷水和热水。
8.一种可视化智能复合消防火灾自动报警方法，其特征在于，由下述阶段构成可视化复合探测器开始工作激活摄像头阶段；摄像头模组向控制器发送监视现场实时影像信号，显示现场实时影像阶段；控制器接收并处理摄像头和各种探测器发送的信号，在探测器报警时自动将探测器的影像输出到图像显示器上，控制器对可视化复合探测器发送的现场影像信号及温度传感器及感烟传感器采样输出的温度数据进行分析阶段；上述显示现场实时影像阶段和控制器对温度及烟浓度数据进行分析阶段的结果若不是火警，返回监视现场环境状态阶段；上述显示现场实时影像阶段和控制器对温度数据进行分析阶段的结果若是火警，控制器启动警铃，联动设备以及联动设备附近的摄像头并由图像显示器显示设备启动情况，供监控人员观察阶段；图像显示器显示设备启动阶段为正常启动，则显示各防火区疏散，消防员灭火及组织营救的影像，并存储火灾发生的影像信号供分析火灾原因使用阶段；图像显示器显示设备启动阶段为非正常启动，则采取补救措施强迫启动阶段。
全文摘要
本发明涉及一种可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法，尤其是涉及一种应用在电子、软件、建筑电气、火灾自动报警系统中的可视化智能复合消防火灾自动报警装置及其方法。本发明由摄像头模组、光电感烟探测器、检测通讯芯片以及电阻式温度传感器构成的可视化复合探测器；由总控制单元协调的通讯控制单元、图像处理单元和输入输出控制单元三部分构成的控制器；可视化手动报警器；通讯电缆构成；能以影像形式反映现场情况，同时能将火灾现场是否有人员被困等情况及时反映给救护人员。
文档编号G08B17/103GK1750057SQ200410050438
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者徐小源, 徐小泉 申请人:徐小源, 徐小泉