基于CAN总线的智能楼宇火灾视频监控系统的制作方法

本发明涉及一种楼宇火灾视频监控系统，尤其是一种基于can总线的智能楼宇火灾视频监控系统，属于楼宇火灾监控的技术领域。

背景技术：

火灾是威胁人类生命财产安全的的重大隐患，尤其是近年来，频发的火灾给人们造成了重大的生命和财产损失，尤其是室内火灾的危害更加严重。及时地发现火灾源并及时采取有效消防措施，尤其是室内火灾火焰的监测就显得特别重要，以致这方面的研究倍受关注。

据统计，我国2011年共发生火灾125402起，造成1106人死亡，直接经济损失19.8亿元。2011年6月上海发生的特大火灾，造成58人死亡，直接经济损失1.58亿元。这些触目惊心的数字告诉我们：若能在火灾发生初期就通过某种手段检测到火焰并报警，同时采取适当措施扑灭初期火焰，就可以把火灾消灭在萌芽状态，并大大减少各种损失。所以，室内火灾火焰的检测研究及应用灭火机器人来及时定位和灭火，具有重要的实际意义和实用价值。

现有的技术方案主要是利用传感器来获取现场的各种数据信息，大多只是针对于室内环境，不涉及到整个楼宇。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于can总线的只能楼宇火灾视频监控系统，其结构紧凑，能够实现整个楼宇的火灾监控并及时实现有效灭火，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述基于can总线的智能楼宇火灾视频监控系统，包括设置于楼宇内每个楼层或楼宇内所需房间的can节点，所述can节点通过can总线与火灾监控中心连接；

所述can节点包括用于与can总线连接的can模块以及与所述can模块连接的监控灭火子系统，所述监控灭火子系统包括包括用于监测火灾信息并能进行灭火的灭火机器人，灭火机器人通过can模块、can总线与火灾监控中心连接，灭火机器人监测的现场数据信息能通过can模块、can总线传输至火灾监控中心内。

所述灭火机器人包括灭火机器人本体以及用于控制灭火机器人本体运动状态的嵌入式开发平台，所述嵌入式开发平台通过直流伺服电机与灭火机器人本体连接，灭火机器人本体通过绝对值编码器与嵌入式开发平台连接，且嵌入式开发平台还与灭火机器人本体上用于灭火的灭火器连接。

所述嵌入式开发平台通过无线路由器与can模块以及本地监控端无线连接，所述嵌入式开发平台上还设有用于获取现场数据信息的现场数据监控模块，嵌入式开发平台能将获取的现场数据信息传输至本地监控端。

所述本地监控端包括pc机，本地监控端能将接收现场数据信息传输至web浏览器。

所述can模块固定于对应的楼层或房间，can总线的材质包括双绞线。

所述现场数据监控模块包括云台摄像头、火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、超声波传感器以及气体分析仪。

本发明的优点：在楼宇的楼层或房间内设置can节点，can节点通过can总线与火灾监控中心连接，can节点内的监控灭火子系统能实现对现场数据信息的采集，并传输至火灾监控中心内；当确定存在火焰时，监控灭火子系统内的灭火机器人能运动纸火焰位置，并利用灭火器进行灭火，从而能够实现整个楼宇的火灾监控并及时实现有效灭火，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明can总线的拓扑图。

图3为本发明监控灭火子系统的框图。

图4为本发明的监控灭火子系统的工作流程图。

附图标记说明：1-火灾监控中心、2-can总线、3-终端电阻、4-总线收发器、5-总线控制器、6-can节点、7-嵌入式开发平台、8-电源、9-云台摄像头、10-火焰传感器、11-烟雾传感器、12-温度传感器、13-湿度传感器、14-超声波传感器、15-气体分析仪、16-灭火器、17-绝对值编码器、18-直流伺服电机、19-灭火机器人本体、20-gsm模块、21-can模块、22-web浏览器、23-互联网、24-本地监控端以及25-无线路由器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示：为了能够实现整个楼宇的火灾监控并及时实现有效灭火，本发明包括设置于楼宇内每个楼层或楼宇内所需房间的can节点6，所述can节点6通过can总线2与火灾监控中心1连接；

所述can节点6包括用于与can总线2连接的can模块21以及与所述can模块21连接的监控灭火子系统，所述监控灭火子系统包括包括用于监测火灾信息并能进行灭火的灭火机器人，灭火机器人通过can模块21、can总线2与火灾监控中心1连接，灭火机器人监测的现场数据信息能通过can模块21、can总线2传输至火灾监控中心1内。

具体地，可以在楼宇的每个楼层设置一个can节点6，或在楼宇楼层的每个房间内均设置can节点6，还可以在楼宇的楼层以及房间内均设置can节点6，can节点6地具体设置情况可以根据需要进行选择确定，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。can节点6通过can总线2与火灾监控中心1连接，采用can总线2连接时，能确保can节点6与火灾监控中心1间数据通信的可靠性与稳定性。

can总线2的具体拓扑如图2所示，具体包括总线控制器5以及总线收发器4，总线收发器4与can总线2连接，can总线2上设置终端电阻3，can节点6与总线控制器5连接。can总线拓扑中，总线控制器5和总线收发器4为关键部分，通过总线收发器4以及总线控制器5来实现总线的物理层和数据链路层协议，即可以实现网络的通信。总线控制器5、总线收发器4、结终端电阻3与can总线2的配合，以及can节点6与总线控制器5间的具体配合过程均为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

为了能实现对楼宇的火灾监控，can节点6包括can模块21以及监控子系统，其中，所述can模块21固定于对应的楼层或房间，can总线2的材质包括双绞线。通过灭火机器人能实现对楼宇对应房间或楼层内现场数据信息，并将获取的现场数据信息传输至火灾监控中心1，从而能实现楼宇内火灾的有效监控。

如图3所示，所述灭火机器人包括灭火机器人本体19以及用于控制灭火机器人本体19运动状态的嵌入式开发平台7，所述嵌入式开发平台7通过直流伺服电机18与灭火机器人本体19连接，灭火机器人本体19通过绝对值编码器17与嵌入式开发平台7连接，且嵌入式开发平台7还与灭火机器人本体19上用于灭火的灭火器16连接。

本发明实施例中，灭火机器人本体19具体包括机器人壳体以及用于支持机器人运动的运动机构，灭火机器人本体19的具体结构形式为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。嵌入式开发平台7选用arm多轴控制卡作为灭火机器人的控制核心，其优点主要包括以下几个方面：a)、选用三星公司32位arm11微处理器s3c6410，该cpu基arm1176jzf-s核设计，自身集成了电机控制所需的各种功能，如pwm控制、编码器信息采集等，同时，还集成了sci、spi、can总线通讯；b)、cpu最高工作频率667mhz，采用三级流水线，能够满足灭火机器人运动控制实时性的要求，同时，高精度的定时周期还满足了超声波传感器等对实时性要求较高外设的要求；c)、独立的运动控制系统，多种总线通讯，使系统更具模块化，易于进行维护及二次开发。

嵌入式开发平台7通过直流伺服电机18实现对灭火机器人本体19的运动，通过绝对值编码器17对灭火机器人本体19的运动信息进行采集，即能实现对灭火机器人的运动闭环控制。嵌入式开发平台7能控制灭火器16的工作，当灭火器16工作时，能实现对监控灭火子系统所在的房间或楼层进行灭火。

进一步地，所述嵌入式开发平台7通过无线路由器25与can模块21以及本地监控端24无线连接，所述嵌入式开发平台7上还设有用于获取现场数据信息的现场数据监控模块，嵌入式开发平台7能将获取的现场数据信息传输至本地监控端24。

本发明实施例中，所述本地监控端24包括pc机，本地监控端24能将接收现场数据信息传输至web浏览器22。嵌入式开发平台7将现场数据监控模块获取的现场数据信息传输至本地监控端24，由本地监控端24对现场数据信息的存储，实现本地监控的目的。本地监控端24能将接收的现场数据信息写入到web数据库中，所述web数据库与web浏览器2建立tcp连接，从而能将本地监控端24所接收到的数据进一步实时传送到远程的web浏览器2，以便能为现场的视频及其他各种数据信息大小及时作出预警。

所述现场数据监控模块包括云台摄像头9、火焰传感器10、烟雾传感器11、温度传感器12、湿度传感器13、超声波传感器14以及气体分析仪15。

本发明实施例中，云台摄像头9来获取现场的视频信息，利用火焰传感器10获取火焰的信息，利用烟雾传感器11来获取烟雾浓度，利用温度传感器12来检测当前的温度，利用湿度传感器13能获取当前环境的湿度，利用气体分析仪15能实现对当前环境的气体进行分析。

嵌入式开发平台7利用云台摄像头9、火焰传感器10、烟雾传感器11、温度传感器12、湿度传感器13、超声波传感器14以及气体分析仪15作为系视觉模块和触觉模块来获取到火灾现场的各种数据信息，从而能对现场火焰进行识别定位，做出最优路径规划，驱动灭火器16将火焰扑灭。

此外，还包括用于提供工作电源的电源模块8以及用于数据传输的gsm模块20，电源模块8以及gsm模块20均与嵌入式开发平台7连接。

如图4所示，为本发明灭火监控子系统的工作流程图，首先现场数据监控模块内的各传感器启动工作，通过超声波传感器14能实现超声避障，即能确保灭火机器人能有效移动，利用超声波传感器14的超声波进行避障的具体过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。利用火焰传感器10来检测是否有火焰，当确定有火焰时，利用烟雾传感器11、温度传感器12、湿度传感器13以及气体分析仪15来判断灭火机器人本体19的运动方向，且此时，嵌入式开发平台7启动云台摄像头9，利用云台摄像头9的图像来确定火焰位置；当利用火焰传感器10未发现火焰时，则利用超声波平传感器14的超声波避障实现灭火机器人本体19的运动。

当灭火机器人本体19运动后，利用火焰传感器10判断是否靠近火焰，当靠近火焰时，嵌入式开发平台7通过直流伺服电机18停止驱动灭火机器人本体19，使得灭火机器人本体19停止运动。通过云台摄像头9的图像确定火焰位置，并开启灭火器16，利用灭火器16对火焰的位置进行灭火，直至火焰扑灭。具体地，监控灭火子系统工作时的现场数据信息可以实时传输至火灾监控中心1内或本地监控端24内，以便对现场数据信息的存储与追溯。

本发明在楼宇的楼层或房间内设置can节点6，can节点6通过can总线2与火灾监控中心1连接，can节点6内的监控灭火子系统能实现对现场数据信息的采集，并传输至火灾监控中心1内；当确定存在火焰时，监控灭火子系统内的灭火机器人能运动纸火焰位置，并利用灭火器16进行灭火，从而能够实现整个楼宇的火灾监控并及时实现有效灭火，安全可靠。