火灾预警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及火灾预警系统，包括监控机器人和控制端，监控机器人通过无线信号与控制端连接；监控机器人包括第一单片机，第一单片机分别连有第一无线通信模块、摄像头，摄像头与无线图像发射模块连接；控制端包括第二单片机，第二单片机上分别连有第二无线通信模块和显示器，显示器连有无线图像接收模块。火灾预警系统与现有的监控系统相比监控更加全面、及时、准确，而且监控的模式更加多元化，因此监控中出现错报、漏报的可能性更低，从而提高了火灾预警系统的效率。另外，火灾预警系统采用无线连接的方式，降低了整个系统的耗材，所以降低了火灾预警系统的成本。
【专利说明】火灾预警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种预先警示的系统，尤其涉及一种火灾预警系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着计算机技术、电子技术、信息技术、人工智能技术和网络技术的发展，我国火灾探测预警技术进入了快速发展阶段，其技术发展趋势主要表现在以下方面:
[0003](I)强调火灾探测基础理论研究，建立火灾探测预警系统应用环境数据库，研究不同类型火灾探测算法，模糊逻辑一神经网络技术将用于火灾探测预警系统、智能预警系统向纵深发展。
[0004](2)多传感/复合探测器将相继出现并进入市场:探测器的结构外形日于工艺化为与建筑物达到统一。
[0005](3)新型火灾探测器技术的开发。火灾发生时，环境的有些物理参数会发生明显的变化，到目前为止，应用较多的环境参数有烟、温度、火焰和可燃气体等。
[0006]尽管我国火灾自动预警技术实现了较快发展，但在实际应用中，还存在着一些比较突出的问题:
[0007](I)适用范围过小。我国火灾自动预警系统技术比美、英等国家起步较晚，安装范围主要是《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》规定的场所和部位，而在中小型公众聚集场所和社区居民家庭甚至部分高层住宅都没有安装火灾自动预警系统，适用范围过小，防范措施不到位。
[0008](2)智能化程度低。我国使用的火灾探测器虽然都进行了智能化设计，但由于传感器件探测的参数较少、支持系统的软件开发不成熟、各种算法的准确性缺乏足够验证、火灾现场参数数据库不健全等，火灾自动预警系统难以准确判定粒子(烟气)的浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等指标，造成迟报、误报、漏报情况较多。
[0009](3)组件连接方式有待改善。火灾自动预警系统以多线制和总线制连接方式为主，探测器和预警器及控制器之间是采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管相接，存在耗材多、成本高、抗干扰能力差的缺点。同时，铜导线耐高温性能差、易磨损，系统施工维修复杂，影响了火灾自动预警系统的可靠性和更广泛的应用。
[0010](4)火灾自动预警系统误报、漏报问题较多。由于各种传感器在探测火灾方面存在着某些先天不足，无法准确地感应各种物质在燃烧过程中所特有的声波、光谱、辐射、气味等诸多方面发生的微妙变化，对火灾发生过程中所产生的不同粒径和颜色的烟存在探测“盲区”，误报、漏报现象时有发生。
[0011](5)超早期火灾探测预警技术应用还几乎处于空白。国外已开发出适合洁净空间高灵敏度感烟火灾探测预警系统，如激光式高灵敏度感烟火灾探测器等，主要采用激光粒子计数、激光散射等原理监视被保护空间，以单位体积内粒子增加的多少来判断是否发生火灾，系统可在火灾发生前几小时或几天内识别潜在的火灾危险性，实现超早期火灾预警。与普通火灾探测预警系统相比，其灵敏度提高了两个数量级，甚至更多，而该技术我国目前还处于起步阶段。
【发明内容】
[0012]本实用新型针对现有火灾自动探测预警系统所具有的耗材多、成本高、监控全面、预警不及时等不足而提出的，旨在提供能实现自动和手动全面监控、预警及时，并且利用无线技术代替电缆，从而降低成本的火灾预警系统。
[0013]为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决:
[0014]火灾预警系统，包括监控机器人和控制端，其特征在于:监控机器人通过无线信号与控制端连接；监控机器人包括第一单片机，第一单片机分别连有第一无线通信模块、摄像头，摄像头与无线图像发射模块连接；控制端包括第二单片机，第二单片机上分别连有第二无线通信模块和显示器，显示器连有无线图像接收模块。
[0015]监控机器人可以通过预先内置的程序进行自动监控，也可以通过控制端实现手动监控的功能。监控模式的多样化，使火灾预警系统可以更加灵活的应用，使警报更加及时、准确。
[0016]第一无线通信模块和第二无线通信模块之间利用无线信号连接，无线图像发射模块和无线图像接收模块之间通过无线信号连接。无线连接的方式代替了传统的电缆、电线的连接，降低了整个系统的耗材，从而降低了火灾预警系统的成本。
[0017]通过第一单片机的控制，提高了火灾预警系统的工作效率，降低了系统错报、漏报的可能性。
[0018]作为优选，第一单片机还连有电机控制模块、传感器、舵机控制模块。电机控制模块为监控机器人提供了移动的动力；在监控机器人移动的过程中由舵机控制模块控制监控机器人的移动方向；传感器用于收集监控区域内的各种信息，系统会根据信息判断是否发生火灾。
[0019]作为优选，电机控制模块为履带式体直流无刷电机。
[0020]作为优选，传感器为火焰传感器。火焰传感器可以采集粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种信息，实现了多传感信息融合的技术。
[0021]作为优选，舵机控制模块为机械臂的舵机。机械臂的舵机在控制监控机器人的移动方向时更加准确。
[0022]作为优选，第二单片机还连有键盘输入模块和报警器。操作人员可以通过键盘输入模块输入指令实现自动监控和手动监控之间的相互切换。在手动监控时，操作人员可以通过键盘输入模块控制舵机控制模块，实现手动监控。
[0023]作为优选，摄像头包括弟一摄像头和弟二摄像头。弟一摄像头为可360°转动的摄像头，与普通的固定摄像头相比，监控的角度更广、监控更加全面。第一摄像头(侦查作用)将图像输送到显示器，为救灾人员提供了实时的现场信息，供救灾人员判断是否需要进行救灾。第二摄像头(寻线作用)将图像输送到第一单片机，为监控机器人的自动监控提供了识别线路的作用。
[0024]按照本实用新型的技术方案，火灾预警系统与现有的监控系统相比监控更加全面、及时、准确，而且监控的模式更加多元化，因此监控中出现错报、漏报的可能性更低，从而提高了火灾预警系统的效率。另外，火灾预警系统采用无线连接的方式，降低了整个系统的耗材，所以降低了火灾预警系统的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型火灾预警系统的自动监控模式时的示意图。
[0026]图2为本实用新型火灾预警系统中监控机器人的功能模块连接示意图。
[0027]图3为本实用新型火灾预警系统中控制端的功能模块连接示意图。
[0028]1-自动监控模式时监控机器人的移动轨迹，2-被监控的区域。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0030]实施例1
[0031]仓库火灾预警机器人主要由机械本体部分、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。主要用于仓库的消防预警以及扑灭火源。完成仓库中各种火灾发生前期特征的检测，当检测到有浓烟或温度超过标准值的时候及时报警。在最短的时间内通知消防人员采取必要措施，最大限度的控制火灾带来的灾害。同时它还具有一定的灭火功能和避障功能。在机器人本体上面安装有灭火装置，在有火灾隐患或火灾刚刚燃起的时候，机器人可以前往将火熄灭，控制火情。并把采集数据传送到操控平台的。同时也可完成一些固定装置检测不到、狭窄、危险空间的非接触式测温任务以及实时图像传输的任务。将采集到的图像信息传送到上位机，救火专家根据现场火情，及时作出救火决策。
[0032]仓库火灾预警机器人半自主巡逻系统的设计。首先，利用寻迹摄像头对铺设在仓库地面的引导线进行路况信息的采集和路标的确定，用来实现自主巡逻功能，并且对仓库的环境进行智能监控。其次，通过机器人移动平台上安装的侦察摄像头，实时传回预警巡逻机器人周围的图像，更加方便地操作预警巡逻机器人来监控仓库的火灾险情。最后，利用无线传输技术将预警巡逻机器人采集的仓库信息传回控制台，经过控制台的处理，判断是否存在火灾隐患，如果存在隐患则控制台发出警报，通知仓库值班人员进行及时扑救。在任何时刻都可以利用控制台对预警巡逻机器人的运行模式进行切换。方便值班人员灵活控制火灾预警巡逻机器人。
[0033]预警机器人可以通过预先内置的程序进行自动监控，也可以通过控制端实现手动监控的功能。监控模式的多样化，使火灾预警系统可以更加灵活的应用，使警报更加及时、准确。
[0034]监控端(上位机)和机器人本体部分(下位机)之间采用无线传输模块进行信号传输。无线连接的方式代替了传统的电缆、电线的连接，降低了整个系统的耗材，从而降低了火灾预警系统的成本。
[0035]下位机还连有电机控制模块、传感器、舵机控制模块。电机控制模块为监控机器人提供了移动的动力；在监控机器人移动的过程中由舵机控制模块控制监控机器人的移动方向；传感器用于收集监控区域内的各种信息，系统会根据信息判断是否发生火灾。
[0036]电机控制模块为履带式体直流电机。
[0037]传感器为火焰传感器。火焰传感器可以采集粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种信息，实现了多传感信息融合的技术。[0038]舵机控制模块为机械臂的舵机。机械臂的舵机在控制监控机器人的移动方向时更加准确。
[0039]上位机还连有键盘输入模块和报警器。操作人员可以通过键盘输入模块输入指令实现自动监控和手动监控之间的相互切换。在手动监控时，操作人员可以通过键盘输入模块控制舵机控制模块，实现手动监控。
[0040]摄像头包括弟一摄像头和弟二摄像头。弟一摄像头为可以实现0-360°转动的摄像头，与普通的固定摄像头相比，监控的角度更广、监控更加全面。提高了火灾预警系统的工作效率，降低了系统错报、漏报的可能性。
[0041]第一摄像头将图像输送到显示器，为救灾人员提供了实时的现场信息，供救灾人员判断是否需要进行救灾。第二摄像头机器人自动巡逻提供了识别线路的作用。
[0042]自动监控模式:
[0043]第一单片机会自动启动履带式体直流电机使监控机器人移动，并且自动控制机械臂的舵机使监控机器人按系统设置的路线进行移动，同时摄像头开始采集图像信息。图像信息通过无线图像发射模块和无线图像接收模块传输到显示器，进行图像监控。在图像监控的同时，火焰传感器会采集现场的粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种数据信息，并将这些数据信息分别通过下位机的处理，再利用第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线信号将数据信息传输到上位机。系统根据数据信息判断得出存在火灾隐患时，报警器发出警报，从而通知值班人员采取应急措施。
[0044]手动监控模式:
[0045]工作人员通过键盘输入模块输入指令，将自动监控模式切换为入手动监控模式。工作人员通过键盘输入模块输入启动、停止、转向等各种指令，由上位机通过无线信号将各种指令传输到下位机 ，经下位机处理输出信号驱动机器人机械部分运动。在此过程中，工作人员通过显示器可以看到摄像头采集到的图像信息，再根据图像信息输入各种转向指令，从而达到人工控制监控机器人移动方向的目的。在移动过程中，火焰传感器会采集现场的粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种数据信息，并将这些数据息分别通过下位机处理，再利用无线传输模块将采集到的信号传输到上位机。工作人员根据128*64的OLED显示器上显示的数据，判断得出存在火灾隐患时，会启动报警器，从而通知值班人员采取应急措施。
[0046]实施例2
[0047]火灾预警系统，包括监控机器人和控制端，其特征在于:监控机器人通过无线信号与控制端连接；监控机器人包括第一单片机，第一单片机分别连有第一无线通信模块、摄像头，摄像头与无线图像发射模块连接；控制端包括第二单片机，第二单片机上分别连有第二无线通信模块和显示器，显示器连有无线图像接收模块。
[0048]第一单片机为飞思卡尔公司电子控制类MCS12系列的单片机，型号为MC9S12XS128 ;第二单片机为51系列单片机，，型号为STC5410AD。第一无线通信模块、第二无线通信模块均为NRF905无线收发器。无线图像发射模块连接、无线图像接收模块连接均为HW-609/700MW无线影音传输模块。显示器为128*64的OLED屏幕。
[0049]监控机器人可以通过预先内置的程序进行自动监控，也可以通过控制端实现手动监控的功能。监控模式的多样化，使火灾预警系统可以更加灵活的应用，使警报更加及时、准确。
[0050]第一无线通信模块和第二无线通信模块之间利用无线信号连接，无线图像发射模块和无线图像接收模块之间通过无线信号连接。无线连接的方式代替了传统的电缆、电线的连接，降低了整个系统的耗材，从而降低了火灾预警系统的成本。
[0051]通过第一单片机的控制，提高了火灾预警系统的工作效率，降低了系统错报、漏报的可能性。
[0052]第一单片机还连有电机控制模块、传感器、舵机控制模块。电机控制模块为监控机器人提供了移动的动力；在监控机器人移动的过程中由舵机控制模块控制监控机器人的移动方向；传感器用于收集监控区域内的各种信息，系统会根据信息判断是否发生火灾。[0053]电机控制模块为履带式体直流无刷电机。
[0054]传感器为六路火焰传感器。火焰传感器可以采集粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种信息，实现了多传感信息融合的技术。
[0055]舵机控制模块为机械臂的舵机。机械臂的舵机在控制监控机器人的移动方向时更加准确。
[0056]第二单片机还连有键盘输入模块和报警器。操作人员可以通过键盘输入模块输入指令实现自动监控和手动监控之间的相互切换。在手动监控时，操作人员可以通过键盘输入模块控制舵机控制模块，实现手动监控。
[0057]摄像头包括弟一摄像头和弟二摄像头。弟一摄像头为可以360°转动的摄像头，与普通的固定摄像头相比，监控的角度更广、监控更加全面。第一摄像头为CMOS模拟摄像头，可以将图像输送到显示器，为救灾人员提供了实时的现场信息，供救灾人员判断是否需要进行救灾。第二摄像头为0V9620 (CMOS)的数字摄像头，可以将图像输送到第一单片机，为监控机器人的自动监控提供了识别线路的作用。
[0058]自动监控模式:
[0059]第一单片机会自动启动履带式体直流电机使监控机器人移动，并且自动控制机械臂的舵机使监控机器人按系统设置的路线进行移动，同时摄像头开始采集图像信息。图像信息通过无线图像发射模块和无线图像接收模块传输到显示器，进行图像监控。在图像监控的同时，火焰传感器会采集现场的粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种数据信息，并将这些数据信息分别通过第一单片机的处理，再利用第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线信号将数据信息传输到第二单片机。系统根据数据信息判断得出存在火灾隐患时，报警器发出警报，从而通知值班人员采取应急措施。
[0060]手动监控模式:
[0061]工作人员通过键盘输入模块输入指令，将自动监控模式切换为入手动监控模式。工作人员通过键盘输入模块输入启动、停止、转向等各种指令，由第二单片机通过无线信号将各种指令传输到第一单片机，再由第一单片机将指令传输到机械臂的舵机、履带式体直流电机。在此过程中，工作人员通过显示器可以看到摄像头采集到的图像信息，再根据图像信息输入各种转向指令，从而达到人工控制监控机器人移动方向的目的。在移动过程中，火焰传感器会采集现场的粒子浓度、现场温度、光波的强度以及可燃气体的浓度、电磁辐射等多种数据信息，并将这些数据信息分别通过第一单片机的处理，再利用第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线信号将数据信息传输到第二单片机。工作人员根据数据信息判断得出是否存在火灾隐患时，若有火灾发生，会启动报警，从而通知值班人员采取应急措施。
[0062]总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
【权利要求】
1.火灾预警系统，包括监控机器人和控制端，其特征在于:监控机器人通过无线信号与控制端连接；监控机器人包括第一单片机，第一单片机分别连有第一无线通信模块、摄像头，摄像头与无线图像发射模块连接；控制端包括第二单片机，第二单片机上分别连有第二无线通信模块和显示器，显示器连有无线图像接收模块。
2.根据权利要求1所述的火灾预警系统，其特征在于:第一单片机还连有电机控制模块、传感器、舵机控制模块。
3.根据权利要求2所述的火灾预警系统，其特征在于:电机控制模块为履带式体直流无刷电机。
4.根据权利要求2所述的火灾预警系统，其特征在于:传感器为火焰传感器。
5.根据权利要求2所述的火灾预警系统，其特征在于:舵机控制模块为机械臂的舵机。
6.根据权利要求1所述的火灾预警系统，其特征在于:第二单片机还连有键盘输入模块和报警器。
7.根据权利要求1所述的火灾预警系统，其特征在于:摄像头包括第一摄像头和第二摄像头。
【文档编号】G08B17/00GK203552391SQ201320638908
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】孙立书 申请人:孙立书