一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统，包括MCU、摄像头、通信模块、火灾检测装置和喷淋装置；摄像头、通信模块和火灾检测装置均与MCU相连；摄像头用于获取监控图像或视频；通信模块用于与远程监控端通信，将现场信息传输到远程监控端或接收来自远程监控端的控制指令；喷淋装置受控于MCU；喷淋装置用于喷水以灭火；火灾检测装置为火灾传感器，烟感探头、火焰传感器和热红外探头中的至少一种，或者火灾检测装置采用红外相机。该基于物联网的多功能现场监测及安防系统功能丰富，易于控制，安全可靠性高，具有火灾防控功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统
本专利技术涉及一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统。
技术介绍
监控现场一般是指家居现场或仓储现场，这类场合的最大的隐患来自于火灾；现有技术中，虽然有火灾防控系统，如有基于烟感探头和喷头的楼宇自动化智能系统，但是存在控制单一、功能不完善的缺陷，如不能实现智能喷淋的效果，智能喷淋是指控制喷洒区域和控制喷洒角度的功能。而且，现有的喷头接入到物联网中，监控上存在盲点。因此，有必要设计一种新的基于物联网的多功能现场监测及安防系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统，该基于物联网的多功能现场监测及安防系统功能丰富，易于控制，安全可靠性高，具有火灾防控功能。专利技术的技术解决方案如下：一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统，包括MCU、摄像头、通信模块、火灾检测装置和喷淋装置；摄像头、通信模块和火灾检测装置均与MCU相连；摄像头用于获取监控图像或视频；通信模块用于与远程监控端通信，将现场信息传输到远程监控端或接收来自远程监控端的控制指令；喷淋装置受控于MCU；喷淋装置用于喷水以灭火；火灾检测装置为火灾传感器，烟感探头、火焰传感器和热红外探头中的至少一种，或者火灾检测装置采用红外相机。将现场区域分为N个分区(301)，每一个分区中至少设有一个火灾传感器；喷淋装置包括N个喷头(303)，每一个分区中设有一个喷头，优选的，喷头设置在分区上方的天花板或分区上方的支架上，N为大于或等于4的自然数。喷淋装置为设置在现场上方的天花板或上方的支架上的旋转式喷淋装置；此时，(1)火灾传感器为多个，采用阵列式分布；此时若某一个或者传感器检测到某一区域存在火情，则旋转式喷淋装置控制旋转式喷淋装置上的喷枪旋转以对准到该区域实施喷淋灭火；或者，(2)火灾传感器采用红外相机，经图像处理获得火点的位置，则旋转式喷淋装置控制旋转式喷淋装置上的喷枪旋转以对准到该火点所在区域实施喷淋灭火。所述的旋转式喷淋装置包括支撑座、旋转平台(118)和旋转平台驱动电机(121)；喷枪(108)设置在旋转平台上；旋转平台驱动电机能通过第一传动机构驱动旋转平台旋转；旋转平台上设有喷枪驱动电机(117)，喷枪驱动电机能通过第二传动机构控制主喷枪的俯角；所述的第一传动机构为齿轮或带轮传动机构；所述的第二传动机构为电动推杆或拉绳(116)，第二传动机构为拉绳时，拉绳的下端设置在喷枪的前端，拉绳的上端绕装在喷枪驱动电机的转轴上；喷枪是安装在喷枪架(123)上，与喷枪架为铰接，因此，喷枪前端在重力作用下是向下的，因此，其俯角完全由拉绳控制。摄像头的图像传感器为N1个，摄像头的镜头为具有N1个子镜头的复合式镜头，N1为大于或等于3的整数。现场监测及安防系统还包括与MCU相连的温湿度传感器、雨量传感器、空气质量传感器、光照传感器和电流互感器。现场监测及安防系统还包括执行机构，执行机构包括电动晾衣架、换气风机和用于控制用电设备断电和通电的继电器；现场监测及安防系统还包括基于锂电池的备用电源以及用于为锂电池充电的恒流充电电路。通信模块包括有线通信模块和无线通信模块；有线通信模块为WLAN模块，无线通信模块为WiFi模块、GPRS、3G、4G和5G通信模块中的至少一种；基于物联网的多功能现场监测及安防系统还包括基于RFID读卡器和电动门锁的门禁装置(读取RFID卡，通过验证后即控制门锁解锁)。多功能现场监测及安防系统还包括基于所述电流互感器的用电设备电流检测及继电器控制电路；电路结构如下：电流互感器L2与电阻R17并联，电流互感器的输出信号经桥式整流器；桥式整流器的直流侧的第一端为信号端，第二端接地；所述的信号端经电阻R16与电阻R14接地；电阻R16与电阻R14的连接点接运算放大器U3(作为比较器使用)的同相输入端，运算放大器U3的反相输入端通过电阻R19接地，运算放大器U3的输出端经电阻R18接三极管Q4(NPN型三极管)的b极，三极管Q4的e极接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R21接地；三极管Q4的c极接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接VCC；继电器的触点开关串接在用电设备的供电电路(或者插座)中；同时，所述的信号端还经过电压跟随器U4以及电阻R27输出到MCU的ACD端口，实现电流的实时检测。灭火控制方法：步骤1：监测火点位置；步骤2：MCU控制喷淋装置实施灭火；步骤1中，监测火点位置的方法有2个：(1)通过阵列式布置的多个火灾传感器检测火点位置；(2)通过红外相机并基于图像处理监测火点位置；(图像处理为现有成熟技术)步骤2中，控制灭火的方法有2个：(1)控制着火区域(分区)的喷头实施喷水；(2)控制喷枪旋转对准火点，实施喷水灭火。应用于家居现场时，用电设备包括饮水机、电饭锅以及电磁炉中的至少一种。所述的基于物联网的多功能现场监测及安防系统还包括至少一个与MCU相连的摄像头。传感器模块还包括火焰传感器，执行机构中还包括喷淋装置。所述的基于物联网的多功能现场监测及安防系统还包括受控于MCU的照明系统；自动控制方法：步骤1：通过传感器检测现场状态；步骤2：通过预设的控制策略、现场的(遥控器的)控制指令或远程的(手机端的)控制指令控制各执行机构；步骤3：将最新的状态数据通过通信模块反馈到智能手机端；控制方式有两种：(1)手动主动监控现场设备方法，手机远程控制现场的设备；(2)现场设备自动控制，将控制结果反馈到手机端；具体控制方法：(1)门禁控制；门禁报警；检测到有人闯入，启动报警；(2)火警及喷淋控制；火焰传感器检测到火点，启动报警，并启动喷淋设备；(3)温湿度控制，加湿器；空调；通过温湿度传感器，检测温湿度是否在预设范围内，通过加湿器和空调除湿控制湿度，通过空调控制温度；(4)基于红外检测的防盗控制；通过红外传感器检测贵重物品是否移动，过移动，则启动报警；(5)用电设备过载监控，基于电流互感器和继电器进行控制；通过电流互感器检测用电设备的工作电流，若电流超过阈值，则通过继电器切断用电设备电源；(6)基于雨量传感器，晾衣架控制；通过雨量传感器检测雨量大小，雨量高于阈值，则控制晾衣架收缩，否则控制晾衣架展开晾衣服；并控制关窗。(7)照明控制；灯光控制；通过光照传感器检测光照，光照高于阈值，光掉灯，光照弱时，开启电灯，并调节电灯亮度(PWM脉冲控制亮度)。(8)空气质量检测以及换气控制；通过空气质量传感器，检测空气质量，空气污染程度高于阈值，则开启电动窗户，或启动空调换气。(9)视频监控。其次，还包括显示屏的背光调光控制，可以手动调节背光的光强。有益效果：本专利技术的基于物联网的多功能现场监测及安防系统，能实现智能喷水，具体的，能基于在多个分区设置的喷头实施分区域喷水，或者基于能旋转且能调整俯角的喷枪针对某一角度范围实施喷水，因此，对火灾的防控更有针对性，也更有效。这是本专利技术最大的特点所在。另外，使用STM32F407芯片作为主控制器(MCU)，目的在于实现对现场环境数据的显示和为自动化控制指示提供输入渠道；使用RFID射频技术实现对门禁卡的自动识别从而实现门禁功能；在现场布置各类传感器，组织一个强大的环境感知网络有利于系统对环境做出准确的判断和操作，以便实现空气调节，晒衣收衣等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统，其特征在于，包括MCU、摄像头、通信模块、火灾检测装置和喷淋装置；摄像头、通信模块和火灾检测装置均与MCU相连；摄像头用于获取监控图像或视频；通信模块用于与远程监控端通信，将现场信息传输到远程监控端或接收来自远程监控端的控制指令；喷淋装置受控于MCU；喷淋装置用于喷水以灭火；火灾检测装置为火灾传感器，烟感探头、火焰传感器和热红外探头中的至少一种，或者火灾检测装置采用红外相机。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的多功能现场监测及安防系统，其特征在于，包括MCU、摄像头、通信模块、火灾检测装置和喷淋装置；摄像头、通信模块和火灾检测装置均与MCU相连；摄像头用于获取监控图像或视频；通信模块用于与远程监控端通信，将现场信息传输到远程监控端或接收来自远程监控端的控制指令；喷淋装置受控于MCU；喷淋装置用于喷水以灭火；火灾检测装置为火灾传感器，烟感探头、火焰传感器和热红外探头中的至少一种，或者火灾检测装置采用红外相机。2.根据权利要求1所述的基于物联网的多功能现场监测及安防系统，其特征在于，将现场区域分为N个分区(301)，每一个分区中至少设有一个火灾传感器；喷淋装置包括N个喷头(303)，每一个分区中设有一个喷头，N为大于或等于4的自然数。3.根据权利要求1所述的基于物联网的多功能现场监测及安防系统，其特征在于，喷淋装置为设置在现场上方的天花板或上方的支架上的旋转式喷淋装置；此时，(1)火灾传感器为多个，采用阵列式分布；此时若某一个或者传感器检测到某一区域存在火情，则旋转式喷淋装置控制旋转式喷淋装置上的喷枪旋转以对准到该区域实施喷淋灭火；或者，(2)火灾传感器采用红外相机，经图像处理获得火点的位置，则旋转式喷淋装置控制旋转式喷淋装置上的喷枪旋转以对准到该火点所在区域实施喷淋灭火。4.根据权利要求3所述的基于物联网的多功能现场监测及安防系统，其特征在于，所述的旋转式喷淋装置包括支撑座、旋转平台(118)和旋转平台驱动电机(121)；喷枪(108)设置在旋转平台上；旋转平台驱动电机能通过第一传动机构驱动旋转平台旋转；旋转平台上设有喷枪驱动电机(117)，喷枪驱动电机能通过第二传动机构控制主喷枪的俯角；所述的第一传动机构为齿轮或带轮传动机构；所述的第二传动机构为电动推杆或拉绳(116)，第二传动机构为拉绳时，拉绳的下端设置在喷枪的前端，拉绳的上端绕装在喷枪驱动电机的转轴上；喷枪是安装在喷枪架(123)上，与喷枪架为铰接，因此，喷枪前端在重力作用下是向下的，因此，其俯角完全由拉绳控制。5.根据权利要求3所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：程文云，
申请(专利权)人：长沙修恒信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43