一种储能集装箱消防环境监控系统及方法与流程

1.本发明涉及储能集装箱消防、环境监控领域，具体提供了一种储能集装箱消防环境监控系统及方法，实现了储能电站内消防系统、空调系统的统一监控管理及联动控制。


背景技术：

2.随着新能源发电技术的不断发展, 储能系统作为新能源的重要配套设施，应用也越来越广泛。储能集装箱作为设备的重要运行场所，其内部环境温度是否均衡、消防系统的正常运行都对设备产生重要的影响。在现有的技术条件下，对空调系统和消防系统进行更精细化的运行管理和控制，在保障设备安全运行的前提下既降低了整体运行功耗又延长了电池等设备使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明实现了对集装箱分区温度的统一控制，实现了对易发热点的实时运行监控，实现了对空调、消防的联动控制，把各分散的子系统统一监控，统一管理。
4.本发明是通过如下技术方案实现的：一种储能集装箱消防环境监控系统，包括主控模块、数据采集模块、通信管理模块和联动控制模块，主控模块处理来自数据采集模块、通信管理模块的数据，计算出逻辑指令，通过联动控制模块下发运行指令；储能集装箱内设有多个温度区域，每个温度区域内均设有红外测温摄像机，储能集装箱内同时设有烟感传感器、空调系统、消防系统和风道风量调节机构，红外测温摄像机、烟感传感器的数据以及集装箱内的供电电压、供电电流、功率通过数据采集模块传输至主控模块，联动控制模块接收来自主控模块的运行指令，转化后向空调系统、消防系统、风道风量调节机构下发对应的调节指令。
5.进一步的，数据采集模块具备12通道模拟量采集接口，采用低功耗无线方式与主控模块通信。
6.进一步的，通信管理模块的硬件接口包括rj45网络接口、rs485接口、can接口，采用modbus协议完成与烟感传感器、消防系统、空调系统的通讯，采用自适应流媒体协议完成红外测温摄像机的信息交互。
7.进一步的，温度区域按设备位置相近的原则进行划分，包括电池包、电池连接线接头、高压箱、逆变器。
8.进一步的，主控模块采用国产低功耗risc-v架构mcu，主控模块与通讯管理模块、联动控制模块采用以太网通讯的方式进行数据交互。
9.本发明还公开了一种储能集装箱消防环境监控方法，本方法包括空调系统联动控制部分，包括以下步骤：s11）、确保空调系统、各风道风量调节机构处于正常工作状态；s12）、采集n个温度区域a1、a2
ꢀ……ꢀ
an的温度t1、t2
ꢀ……ꢀ
tn；s13）、获取温度标称值τn，计算温度上偏差δτmax、温度下偏差δτmin，温度上
偏差δτmax=τn-max（t1、t2
ꢀ……ꢀ
tn），温度下偏差δτmin=τn-min（t1、t2
ꢀ……ꢀ
tn）；s14）、如果δτmin 《 0
°
，下发指令降低空调温度；s15）、如果δτmax
ꢀ–ꢀ
δτmin ≥5
°
，装置识别出温度最高区域和温度最低区域；s16）、下发指令，调节温度最高区域的风量调节机构使进风量加大，调节温度最低区域的风量调节机构，使进风量减小；s17）、每隔30分钟装置巡检执行一次，动态调整各区域工作温度。
10.进一步的，本方法还包括消防系统联动控制部分，具体步骤为：s21）、确保消防系统、烟感传感器、红外测温摄像机处于正常工作状态；s22）、获取红外测温摄像机采集的各温度点的数据，比较各温度点与设定的温度阈值的大小，获取烟感传感器数据；s23）、连续3次采集温度大于设定阈值，利用深度学习推理模型分析红外测温摄像头采集的图片，判断是否有发生火灾的趋势，将结果上报上一级设备；s24)、 获取烟感传感器数据，判断数据与设定阈值的大小；s25）、 连续3次采集烟感数据大于设定阈值，调用红外摄像机进行采集确认；s26）、 确定为火灾，启动消防系统进行灭火并发出告警信号，确定为非火灾发出告警信号通知上一级设备。
11.本发明的有益效果：本发明提出了一种应用于储能集装箱消防、环境监控领域的消防环境监控系统及方法，实现了对储能集装箱内消防系统、空调系统的统一监测和控制，利用更精细化的控降低储能集装箱内辅助系统的运行功耗，通过与空调消防的联动有利于延长设备使用寿命，及时发现故障隐患，防止事故扩散蔓延。
附图说明
12.图1为监控系统的原理框图；图2为通信管理模块及外接模块的示意图；图3为联动控制模块及外接模块的示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
14.实施例1本实施例提供了一种储能集装箱消防环境监控系统，该系统主要由主控模块、数据采集模块、通讯管理模块、联动控制模块组成。系统图及各模块的连接方式参见附图1、附图2、附图3。主控模块处理来自数据采集模块、通讯管理模块的数据，计算出逻辑指令，通过联动控制模块下发运行指令。储能集装箱内设有多个温度区域，每个温度区域内均设有红外测温摄像机，储能集装箱内同时设有烟感传感器、空调系统、消防系统和风道风量调节机构，红外测温摄像机、烟感传感器的数据以及集装箱内的供电电压、供电电流、功率通过数据采集模块传输值主控模块，联动控制模块接收来自主控模块的运行指令，转化后向空调系统、消防系统、风道风量调节机构下发对应的调节指令。
15.主控模块采用国产低功耗risc-v架构mcu，运行主频高，动态功耗低，外设接口丰富，除满足基本的运算需求外还能够进行一定的推理计算能力。主控模块与数据采集模块
采用低功耗无线通讯的方式，与通讯管理模块、联动控制模块采用以太网通讯的方式进行数据交互。
16.如图2所示，通讯管理模块实现了红外测温摄像机、烟感传感器、空调系统、消防系统的通讯管理。通讯管理模式负责接收多路烟感传感器、红外测温摄像机、消防系统、空调系统的实时运行数据以及故障状态数据，并将数据实时上报到主控模块。
17.所述通讯管理模块由硬件接口及软件协议组成，所述硬件接口包括但不限于rj45网络接口、rs485接口、can接口，所述软件协议采用modbus协议完成与烟感传感器、消防系统、空调系统的通讯，采用自适应流媒体协议完成红外测温摄像机的信息交互。通过软件协议解析，通讯管理模块不但能够获取到实时运行的数据，而且还能获取消防系统、空调系统的健康状态数据，发现有异常时能够立即发出报警信号，提醒用户及时对设备进行维护。
18.数据采集模块同样采用国产低功耗risc-v架构mcu，具备多路模拟量采集通道，可同时采集多个测温点的温度、集装箱的供电电压、电流、功率等运行数据。数据采集模块采用低功耗无线方式与主控模块通讯，卡扣式安装拆卸方便，且多模块可扩展。
19.如图3所示，联动控制模块接收来自主控模块的指令，转化后将指令下发到对应的设备，联动模块可以远程启动空调及进行温度调整，可以远程控制消防系统启动。可以动态的调整风道风量调节机构。
20.本实施例中，所述红外测温摄像机温度巡检，通讯管理模块根据预设位置控制红外测温摄像机进行视频以及温度采集，主要对集装箱内的电池包，电池连接线接头、高压箱等有大电流的设备及位置进行采集。
21.实施例2本实施例公开一种储能集装箱消防环境监控方法，本方法包括空调系统联动控制和消防系统联动控制两部分，空调系统联动控制功能主要步骤如下：(1) 确保空调系统、各风道风量调节机构处于正常工作状态;(2) 装置采集集装箱各个温度区域a1、a2
ꢀ……ꢀ
an的温度t1、t2
ꢀ……ꢀ
tn;(3) 获取温度标称值τn，计算温度上偏差δτmax、温度下偏差δτmin；(4) 如果δτmin 《 0
°
，下发指令降低空调温度。
22.(5) 如果δτmax
ꢀ–ꢀ
δτmin ≥ 5
°
，装置识别出温度最高区域和温度最低区域；(6) 装置下发指令，调节温度最高区域的风量调节机构使进风量加大，调节温度最低区域的风量调节机构，使进风量减小；(7) 每隔30分钟装置巡检执行一次，动态调整各区域工作温度。通过与空调系统及风道控制装置的联动，使集装箱内各分区温度保持相对一致。
23.消防系统联动控制功能主要步骤如下：(1) 确保消防系统、烟感传感器、红外测温摄像机处于正常工作状态;(2) 获取红外测温摄像机采集的各温度点的数据，比较各温度点与设定的温度阈值的大小，获取烟感传感器数据;(3) 连续3次采集判断温度大于设定值，利用深度学习推理模型分析红外测温摄像头采集的图片，判断是否有发生火灾的趋势，将结果上报上一级设备；(4) 获取烟感传感器数据，判断数据与设定阈值的大小；(5) 连续3次采集烟感数据大于设定值，调用红外摄像机进行采集确认；
(6) 确定为火灾，启动消防系统进行灭火并发出告警信号，确定为非火灾发出告警信号通知上一级设备。
24.以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。