建筑中声光多信息融合导向系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑应急疏散技术领域，具体涉及一种建筑中声光多信息融合导向系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化进程的加快，城市的可供建设土地日趋紧张，出现了众多高层复杂建筑，这类建筑具有空间复杂、纵向疏散距离长的特点，一旦发生火灾等紧急情况，人员疏散及救援相当困难；
[0003]现有智能应急疏散指示系统的动态疏散路线指示考虑了火灾发生位置，以远离火灾的安全合理快速疏散导向为核心理念，对建筑火灾时安全疏散水平有着非常重要的意义。然而基于光指示信息的疏散标志本身存在局限性，例如在商场、超市等场所，疏散指示标志常常被淹没在众多的广告牌、布告栏及其他宣传图版中；此外，火灾时，疏散指示标志往往由于烟气的存在而受到阻挡，妨碍人们逃生；
[0004]声音引导技术是一项相对较新的技术，这项技术利用特定的发声模式形成疏散线路的指引，帮助人们找到最近的安全出口，在尽可能短的时间内逃离大楼，这种方法在视线不佳时尤为有效；
[0005]国外已经出现声音引导技术产品，然而声音引导产品应作为光指示标志的补充，不能完全的替代光指示标志；该领域可查到处于实质审查阶段的两项发明专利“一种方向性连续声音流及照明火灾逃生指向方法及系统”和“声光引导式紧急疏散系统及其疏散方法”，其中，对于声指示的指向方式前者为“按次序播放声音，从而形成连续的方向性声音流”，后者为“警示音，包括短促音在内的有明显特征的声音，从事件发生点传来，沿疏散线路向安全方向离开”，这两篇发明专利对于以何种发声模式，如何实现疏散路线指引，没有涉及到非常具体的声音指向方法。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提出一种建筑中声光多信息融合导向系统及方法，以达到使人们能够清楚分辨疏散路线上的声、光指示标志的导向信息，迅速的找到安全出口的目的。
[0007]—种建筑中声光多信息融合导向系统，该系统包括若干个安装于建筑中疏散通道和安全出口的可改变指示方向的声光疏散指示标志灯具和疏散指示控制器，所述的声光疏散指示标志灯具包括通信单元、信息处理和控制单元、光信号驱动单元、音频信号驱动及放大单元；其中，
[0008]所述的疏散指示控制器:用于接收火灾自动报警系统的报警及联动信息，生成应急疏散路线，进而确定疏散路线上各个声光疏散指示标志灯具的光指示模式和协同发声模式，根据声光疏散指示标志灯具的位置或地址发送其所对应的动作指令并启动应急指示；
[0009]所述的通信单元:用于接收疏散指示控制器发送的动作指令并转发至信息处理和控制单元；
[0010]所述的信息处理和控制单元:根据动作指令，将内部存储的声音脉冲驱动信号发送至音频信号驱动及放大单元，将光脉冲驱动信号发送至光信号驱动单元，并将该声光疏散指示标志灯具的自身状态信息通过通信单元上传至疏散指示控制器；
[0011]所述的光信号驱动单元:用于将光脉冲驱动信号转换为电脉冲信号，并发送至LED发光管，使其根据脉冲频率闪亮；
[0012]所述的音频信号驱动及放大单元:用于将声音脉冲驱动信号转换为电脉冲信号并进行放大，然后发送至扬声器。
[0013]所述的声光疏散指示标志灯具发出的声音是500?8000Hz的白噪声。
[0014]采用建筑中声光多信息融合导向系统进行的导向方法，包括以下步骤:
[0015]步骤1、将声光疏散指示标志灯具沿疏散路线间隔设置；
[0016]步骤2、疏散指示控制器接收火灾自动报警系统的报警及联动信息，并生成应急疏散路线；
[0017]步骤3、确定疏散路线上各个声光疏散指示标志灯具的光指示模式和协同发声模式；
[0018]所述的协同发声模式包括:发声模式1、发声模式2和发声模式3 ；
[0019]所述的发声模式I具体为:从疏散起始点至安全出口，声光疏散指示标志灯具发出白噪声脉冲的占空比逐渐增加；
[0020]所述的发声模式2具体为:任意相邻两个声光疏散指示标志灯具的白噪声脉冲启动时间具有一定的时间差，所述的时间差取值范围为O?150ms ;
[0021]所述的发声模式3具体为:从疏散起始点至安全出口，声光疏散指示标志灯具发出的声音强度逐渐增加；
[0022]所述的光指示模式具体为:LED发光管与扬声器协同工作或独立工作，当协同工作时，二者时间长短相同或成比例设置，所述比例的范围为0.1?10 ;
[0023]步骤4、根据声光疏散指示标志灯具的位置或地址，疏散指示控制器将对应的动作指令发送至每个声光疏散指示标志灯具的通信单元；
[0024]步骤5、通信单元将动作指令转发至信息处理和控制单元；
[0025]步骤6、信息处理和控制单元根据动作指令，将内部存储的声音脉冲驱动信号发送至音频信号驱动及放大单元，将光脉冲驱动信号发送至光信号驱动单元，并将该声光疏散指示标志灯具的自身状态信息通过通信单元上传至疏散指示控制器；
[0026]步骤7、光信号驱动单元将光脉冲驱动信号转换为电脉冲信号，并发送至LED发光管，使其根据脉冲频率闪亮，音频信号驱动及放大单元将声音脉冲驱动信号转换为电脉冲信号并进行放大，然后发送至扬声器。
[0027]步骤3所述的发声模式1、发声模式2和发声模式3的使用方式包括单独使用和组合使用。
[0028]本发明优点:
[0029]本发明提出一种建筑中声光多信息融合导向系统及方法，在建筑中人员疏散时使用本发明的导向系统及方法，通过特定的协同发声模式和光指示模式在紧急情况下帮助人员逃生，三种协同发声模式通过增加白噪声脉冲占空比、启动时间间隔设置和提高发声强度使疏散人员进一步确认安全出口的方向；使用声光融合的指示方式，弥补了光指示信息易受遮挡而失效的局限性，从而能够帮助人们在紧急情况下更加快速准确的找到安全出
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【附图说明】
[0030]图1为本发明一种实施例的建筑中声光多信息融合导向系统结构框图；
[0031]图2为本发明一种实施例的疏散指示控制器内部结构框图；
[0032]图3为本发明一种实施例的声光疏散指不标志灯具内部结构框图；
[0033]图4为本发明一种实施例的声光疏散指不标志灯具不意图；
[0034]图5为本发明一种实施例的采用建筑中声光多信息融合导向系统进行的导向方法流程图；
[0035]图6为本发明一种实施例的发声模式I波形图；
[0036]图7为本发明一种实施例的发声模式2波形图；
[0037]图8为本发明一种实施例的发声模式3波形图；
[0038]图9为本发明一种实施例的发声模式1、发声模式2、发声模式3组合波形图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
[0040]本发明实施例中，如图1所不，建筑中声光多信息融合导向系统包括若干个安装于建筑中疏散通道和安全出口的可改变指示方向的声光疏散指示标志灯具(图中简称声光标志灯具)和疏散指示控制器；所述疏散指示控制器通过通信总线和声光疏散指示标志灯具连接，所述疏散指示控制器可通过外部通信总线与火灾自动报警系统相连接；所述火灾自动报警系统为现有技术，包括火灾探测报警系统、消防联动控制系统和火灾预警系统，具体包括设置于控制柜中的火灾报警控制器、消防联动控制器、可燃气体报警控制器和电器火灾监控器等，报警信息包括火灾探测报警、可燃气体探测报警和电气火灾预警等信息;
[0041]本发明实施例中，疏散指示控制器是整个系统的核心，其采用大屏幕液晶显示，模块化设计，可根据实际需要扩展回路板，易于安装使用和维护；疏散指示控制器共可配接8条通信回路，每条通信回路可配接63个声光疏散指示标志灯具，通过通信总线完成疏散指示控制器与声光疏散指示标志灯具之间的通讯，控制声光疏散指示标志灯具工作状态，以及在发生紧急情况时形成疏散路线的指引；疏散指示控制器通过外部通信总线与火灾自动报警系统通讯，接收报警及联动信息；
[0042]如图2所示，疏散指示控制器的整个硬件系统由工控机单元、回路扩展单元、回路控制单元、通信单元、状态显示单元及供电电源部分，工控机单元与回路扩展单元和通信单元相连接，所述回路扩展单元分别与回路控制单元及状态显示单元相连接；所述供电电源部分分别与工控机单元、回路扩展单元、回路控制单元、通信单元及状态显示单元相连接。
[0043]本发明实施例中，回路扩展单元采用具有带ISP功能的FLASH EPROM的低功耗8位微控制器78E516，并采用62256作为外部RAM，利用电路中的4路CAN通信，可连接4个回路控制单元，并将各回路的信息上传到工控机单元进行数据处理；
[0044]本发明实施例中，回路控制单元主芯片采用ARM芯片LPC1758，功能强，指令丰富，是广为应用的优秀机种，此外回路控制单元与回路扩展单元之间通过CAN通信，与声光指示标志之间通过RS485通信；
[0045]本发明实施例中，通信单元主芯片采用ARM芯片LPC1758，此外可以通过网口、RS232、RS485或CAN接口与火灾自动报警系统如火灾报警控制器进行通讯，接收火灾报警控制器输出的火灾探测报警信息，并将该信息上传至工控机单元；
[0046]本发明实施例中，状态显示单元利用LED灯和喇叭将控制器的状态信息反馈出来。
[0047]本发明实施例中，如图3所示，声光疏散指示标志灯具包括通信单元、信息处理和控制单元、光信号驱动单元、音频信号驱动及放大单元，还包括I个扬声器和3块LED发光管，如图4所示，LED发光管包括左和右指示箭头以出口指示标志；所述通信单元与信息处理及控制单元相连接，信息处理及控制单元的输出端与光信号驱动单元的输入端及音频信号驱动及放大单元的输入端相连接；音频信号经音频信号驱动及放大单元处理后传输到扬声器，播放出声音信息；光信号经光信号驱动单元处理后传输到LED发光管发光；电源电路为上述模块供电；
[0048]本发明实施例中，通信单元利用RS485通信芯片，实现声光指示标志与控制器之间的信息传输；
[0049]本发明实施例中，信息处理及控制单元主芯片采用LPC1114微处理器，支持Thumb (16位)/ARM (32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件，寻址方式灵活简单，执行效率高，指令长度固定。该微处理器具有集成度高、低功耗的特点，能够很好的完成各单元间的控制和数据的处理，信息处理及控制单元负责各单元间的控