基于物联网Lora协议的隧道火灾自动报警远程控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于物联网Lora协议的隧道火灾自动报警远程控制系统，由火灾探测器、手动报警按钮、基于Lora协议的无线控制模块、移动终端和监控中心火灾报警控制计算机组成。以无线控制模块直接采集火灾探测器和手动报警器的信号，通过光纤或4G基站传输到移动终端和监控中心火灾报警控制计算机，隧道管理部门和消防部门根据反馈的火灾信息作出及时有效的决策和处置，同时也可以通过监控中心火灾报警控制计算机和移动终端，随时查看及掌握隧道内各个点位的消防信息。该隧道火灾自动报警远程控制系统具有组网灵活、技术先进、云端部署、稳定性高、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网Lora协议的隧道火灾自动报警远程控制系统
本技术涉及一种隧道火灾报警系统；具体地说是一种隧道火灾报警远程控制系统，即:当隧道发生火灾时，能快速远程报警，使隧道管理部门和消防部门根据反馈的火灾信息作出及时有效的决策和处置。
技术介绍
近年来,我国公路交通建设的迅猛发展，公路隧道数量和里程数已位居世界第一，同时我国的汽车保有量也在飞速增加。但因此而引发隧道火灾发生的概率也大幅上升,如,山西“3.1”特大隧道火灾事故、无锡“7.4”隧道火灾等,都造成了大量人员伤亡和财产损失，这些惨痛案例给人们敲响了警钟，故,强化、完善隧道火灾报警的手段,已经成了刻不容缓需要解决的难题。隧道火灾具有蔓延快、毒性大、营救疏散难、快速处置难及灭火力量无法快速展开等特点，如何快速、有效的发现火情是重中之重的需要解决的难题。现有的隧道火灾报警系统（见图1）主要由火灾探测器、手动报警器按钮、火灾报警主机、PLC(可编程逻辑控制器)、以太网交换机和监控中心火灾报警控制计算机组成。火灾探测器负责全天候感应并反馈火灾信号，手动报警器按钮提供火灾现场人工报警信号，火灾报警主机根据火灾探测器提供的信号发出是否出现火情的判断信号，经由PLC(可编程逻辑控制器)和以太网交换机传输到监控中心火灾报警控制计算机，其中PLC(可编程逻辑控制器)可以根据监控中心火灾报警控制计算机提供的操作指令，开启或者关闭相关火灾探测信号通道。现有的隧道火灾报警系统存在以下问题：1、因现有各厂家报警主机的通讯协议不一致，故产品的兼容性差，后期维护投入高导致系统升级和扩展制约因素较多；2、线材使用量大，同时电缆因潮湿、老化、车辆肇事损坏，导致电缆通信质量不稳定，易产生误报以及通信中断的现象，且通讯方式可靠程度不高，单一一处通信电缆中断，就会影响整个火灾报警系统出现故障；3、智能化水平低、仅能通过监控中心火灾报警控制计算机得知是否发生火灾，无法通过移动终端设备得知火灾信息；4、设备昂贵，现有的火灾报警主机价钱高达十多万，而其处理火灾信号能力却远不及民用三四千元台式电脑的火灾报警主机。
技术实现思路
为了克服隧道火灾自动报警系统兼容扩展性差、后期维护难度大、可靠性不高、智能化水平低、价格高昂的缺点，本技术的目的在于：提供一种高智能化，高可靠性、易于兼容扩展和后期维护的隧道火灾自动报警远程控制系统。本技术是这样实现的：该隧道火灾自动报警系统，主要由火灾探测器1、手动报警器按钮2、无线控制模块3、移动终端4、监控中心火灾报警控制计算机5组成。火灾探测器1、手动报警器按钮2、无线控制模块3位于隧道壁上，移动终端4可以以手机、iPad等设备为实现的载体。其中无线控制模块3，是基于Lora协议，该协议是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络，Lora技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特点。无线控制模块3由输入端口、信号处理电路、物联网子模块、电源处理电路、供电电池组成。信号处理电路将输入端口接收的数据进行处理并通过物联网子模块经由附近4G基站或光纤等传输方式传输至监控中心火灾报警控制计算机5及移动终端4。电源处理电路负责将供电电池提供的电压进行处理，从而达到物联网子模块及信号处理电路的工作电压。物联网子模块采用Semtech公司SX127X芯片，该芯片采用LoraTM远程扩频调制跳频技术，主要用于要求远距离传输、抗干扰能力强、低功耗的物联网环境。该芯片将无线控制模块3中信号处理电路提供的信号进行扩频调制跳频后发送至附近4G基站，经由4G基站传输至监控中心火灾报警控制计算机及移动终端。本技术之隧道火灾自动报警远程控制系统，是一种在线监测、实时感知、远程监控的消防报警系统。在系统运行过程中，火灾探测器1全天候运行，时刻监测火灾信息；手动报警器按钮2提供火灾现场人工报警信号；无线控制模块3直接采集火灾探测器1和手动报警器按钮2的信号并通过光纤或者4G回传至监控中心火灾报警控制计算机5；移动终端4通过云平台及监控中心火灾报警控制计算机5可以随时查看各隧道、各点位的信息。本技术之隧道火灾自动报警远程控制系统具有如下特点，组网灵活：只需与前端探测器连接即可，无线控制模块自备电源，无需布线，技术先进：采用最先进的物联网通讯技术；云端部署：采用最前沿的“云边融合”架构，信息随时随地查看；稳定性高：通过无线控制模块直接将前端采集设备数据传到监控中心，系统结构简单；成本低：组网部件少、施工简便、备件选择余地大带来的是低成本的优势。附图说明图1.现有之隧道火灾的报警系统结构示意图图2.本技术实施例之隧道火灾自动报警远程控制系统的构造示意图图3.无线控制模块3的组成结构示意图图中，1是火灾探测器、2是手动报警器按钮、3是无线控制模块、4是移动终端、5是监控中心火灾报警控制计算机。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术做进一步说明。实施例、一种隧道火灾自动报警远程控制系统图2显示了本实施例之隧道火灾自动报警远程控制系统的整体构造：火灾探测器1、手动报警按器钮2、无线控制模块3均固定于隧道壁上。无线控制模块3,基于Lora协议,采集火灾探测器1和手动报警器的信号，通过光纤或4G基站传输到移动终端4和监控中心火灾报警控制计算机5。图3显示了本实施例隧道火灾的报警系统之无线控制模块的结构本实施例之无线控制模块3由输入端口、信号处理电路、物联网芯片、电源处理电路和供电电池组组成。输入端口有4个端子，1、2号端子用于接收火灾探测器的开关量报警信号；3、4号端子用于接收火灾探测器的自检状态开关量信号。运行时，1、2号端子通过检测火灾探测器发来的开关量信号以确认现场火情；3、4号端子通过火灾探测器发来的自检信号以确认前端火灾探测器的工作状态。信号处理电路将输入端口接收的数据进行处理并通过物联网芯片经由附近4G基站或光纤等传输方式传输至监控中心火灾报警控制计算机及移动终端。电源处理电路负责将供电电池组提供的电压进行处理，从而达到物联网芯片及信号处理电路的工作电压。本实施例之车道秤台起升装置的工作原理和优点如下：1.火灾探测器1全天候运行，时刻监测火灾信息；手动报警器按钮2提供火灾现场人工报警信号；2.无线控制模块3直接采集火灾探测器1和手动报警器按钮2的信号并通过光纤或者4G信号回传至监控中心火灾报警控制计算机5；3.隧道管理部门和消防部门根据移动终端4通过云平台及监控中心火灾报警控制计算机5反馈的火灾信息作出及时有效的决策并可以随时查看各隧道、各点位的信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于物联网Lora协议的隧道火灾自动报警远程控制系统，有火灾探测器（1）、手动报警器按钮（2）、无线控制模块（3）、移动终端（4）和监控中心火灾报警控制计算机（5），火灾探测器（1）和手动报警器按钮（2）,均固定于隧道壁上；其特征在于：无线控制模块（3）由输入端口、信号处理电路、物联网子模块、电源处理电路、供电电池组成；信号处理电路将输入端口接收的数据进行处理并通过物联网子模块，经由附近4G基站或光纤等传输方式传输至监控中心火灾报警控制计算机（5）及移动终端（4）；电源处理电路负责将供电电池提供的电压进行处理，从而达到物联网子模块及信号处理电路的工作电压；该无线控制模块（3），基于Lora协议直接采集火灾探测器（1）和手动报警器的信号，通过光纤或4G基站传输至移动终端（4）和监控中心火灾报警控制计算机（5）；无线控制模块（3）固定于隧道壁上。

【技术特征摘要】
1.基于物联网Lora协议的隧道火灾自动报警远程控制系统，有火灾探测器（1）、手动报警器按钮（2）、无线控制模块（3）、移动终端（4）和监控中心火灾报警控制计算机（5），火灾探测器（1）和手动报警器按钮（2）,均固定于隧道壁上；其特征在于：无线控制模块（3）由输入端口、信号处理电路、物联网子模块、电源处理电路、供电电池组成；信号处理电路将输入端口接收的数据进行处理并通过物联网子模块，经由附近4G基站或光纤等传输方式传输至监控中心火灾报警控制计算机（5）及移动终端（4）；电源处理电路负责...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宏涛，赵德强，李高旺，罗智民，吴秉炜，谈卓著，杜阳，张星阳，周勇勃，张雄伟，
申请(专利权)人：陕西高速交通工贸有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61