一种移动消防监控和定向救援疏散系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动消防监控和定向救援疏散系统，包括传感器控制器节点、智能网关、云平台和终端，传感器控制器节点包括烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点；且通过ZigBee无线方式与智能网关进行交换数据和控制指令；智能网关通过以太网和云平台进行交换数据和控制指令；云平台和终端之间通过以太网进行交换数据和控制指令。当发生火灾时，为用户提供疏散路线，为119火警提供救援指引；有效提高社区消防安全，在家庭用户、社区物业管理员、片区微型消防站管理员和消防支队之间建立一套联动机制。

A Mobile Fire Monitoring and Directional Rescue Evacuation System

【技术实现步骤摘要】
一种移动消防监控和定向救援疏散系统
本专利技术涉及一种移动消防监控和定向救援疏散系统，涉及居民家庭消防安全的自救、互救、互助提醒与社区物业管理员、片区微型消防站管理员和消防支队建立联动机制。该系统适用于社区消防安全远程移动监控和紧急情况下发出求救信息、疏散提醒、快速疏散、快速报119火警和引导救援路线等。
技术介绍
现有消防监控技术通常通过预设线路将温度和烟雾传感器的报警信号引入消防控制室内，需要建设初期进行大量的布线工作，同时需要管理部门安排人员值班，管理人员都无法进行远程移动监控，出现紧急情况时，也无法远程迅速通知周围的居民。随着社会的发展，近几年出现了家用独立式温度、烟雾和燃气报警器，这些报警器通常也无法进行远程移动监控，更不能实现远程向物业管理部门、邻居发出求救、疏散提醒、提供疏散指示，也无法为119火警提供救援引导。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的问题和缺陷，本专利技术的目的是提供一种移动消防监控和定向救援疏散系统，用于实现远程移动监控功能、远程报警求救功能、远程疏散提醒功能、人员快速疏散功能、微型消防站消防设施管理和使用方法查询功能、管理部门快速定位导航功能和消防知识科普功能。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案是：一种移动消防监控和定向救援疏散系统，其特征在于：包括传感器控制器节点、智能网关、云平台和终端四大部分，其中传感器控制器节点包括烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点；终端包括APP客户端和WEB客户端；燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点通过燃气阀门机械臂控制燃气阀门的开启或关闭；插座电流传感器无线节点通过电磁继电器控制插座的通断电；烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点通过ZigBee无线方式与智能网关进行交换数据和控制指令；智能网关通过以太网和云平台进行交换数据和控制指令；云平台和APP客户端或WEB客户端之间通过以太网进行交换数据和控制指令。本专利技术所述的传感器控制器节点包括传感器控制器主控单元、zigbee通信模组模块和I/O检测三部分，传感器控制器主控单元采用STM32F103RCT芯片，zigbee通信模组模块采用zigbee_mk2000通信模组，STM32F103RCT芯片通过串口与zigbee_mk2000通信模组进行双向通信连接；STM32F103RCT芯片分别通过I/O接口与可燃气体探测器、燃气阀门控制器、插座继电器、温度传感器、烟雾传感器连接；STM32F103RCT芯片通过串口与电流检测传感器连接。本专利技术所述的传感器控制器节点软件包括传感器控制器节点组网程序、传感器控制器节点退网程序和传感器控制器节点传感器控制器采集程序，其中传感器控制器节点组网流程序执行如下操作：传感器控制器节点组网程序开始后等待智能网关允许入网，当检测到入网许可后，自动调节信道和自动设置拓扑参数，接入智能网关网络。本专利技术所述的传感器控制器节点退网程序执行如下操作：等待退网按键动作，即传感器控制器节点要退网络时，通过外部按键长按后，发送退网请求，初始化传感器控制器节点为离网状态。本专利技术所述的传感器控制器节点传感器控制器采集程序执行如下操作：首先对传感器进行初始化，开启两个定时器中断，定时采集传感器数据，将采集到的传感器数据上传到智能网关，然后返回再定时采集传感器数据；同时定时接收智能网关的控制指令，根据命令确定是否控制执行器动作，若不执行则返回再定时接收智能网关的控制指令。本专利技术所述的智能网关包括智能网关主控单元、zigbee_mk2000通信模组、控制按键和LED指示灯四部分，智能网关主控单元采用TI3359芯片，TI3359芯片通过以太网接口与云平台进行双向通信连接；控制按键和LED指示灯分别通过I/O接口与TI3359芯片进行双向通信连接；TI3359芯片通过串口与zigbee_mk2000通信模组进行双向通信连接；zigbee_mk2000通信模组与传感器控制器节点进行双向通信连接。本专利技术所述的智能网关软件包括智能网关组网程序、智能网关退网程序和智能网关传感器控制器采集程序，其中智能网关组网程序执行如下操作：初始化按键和LED指示灯，检测按键Key1按钮是否被按下，当按键Key1被按下时，点亮LED指示灯，启动智能网关允许组网，默认扫描周围的传感器控制器节点，处理入网请求将新节点录入数据库。本专利技术所述的智能网关退网程序执行如下操作：首先智能网关进行初始化，然后初始化zigbee_mk2000通信模组串口，检测是否接收到退网指令，如果接收到退网指令，对指令中的ZigBeeID进行数据库匹配，从本地数据库中删除对应zigbee_mk2000通信模组节点，完成退网操作。本专利技术所述的智能网关传感器控制器采集程序执行如下操作：首先对网关进行初始化，然后分两个线程运行，第一个线程初始化与zigbee_mk2000通信模组节点连接的串口，接收传感器控制器节点数据，解析Hex字节帧数据，将解析后的数据存入数据库，定时打包数据库数据，将打包后的数据上传至云平台；第二个线程初始化MQTT客户端，接收云平台下发的指令，解析JSON命令，匹配数据库后封装为Hex字节帧，最后将命令下发到传感器控制器节点。本专利技术所述的云平台通过MQTT通讯模块与智能网关进行双向通信连接；云平台连接数据库、APP客户端、WEB客户端，其中APP客户端分别连接家庭成员用户、物业/微型消防站用户、119平台用户；WEB客户端分别连接物业/微型消防站用户、119平台用户平台/知识管理员用户和超级管理员用户。本专利技术工作原理：家庭用户通过APP客户端软件和WEB客户端远程实时监控家庭内的烟雾、温度报警、燃气泄漏报警和电流过载报警等。当有燃气泄漏报警发生时，传感器自动通过智能网关和云平台向WEB客户端和APP客户端发送报警信息，系统能够自动关闭控制燃气的阀门，当有人员发现燃气泄漏时，也能通过系统手动关闭控制燃气的阀门。当有电流过载报警时，传感器自动通过智能网关和云平台向WEB客户端和APP客户端发送报警信息，系统能够自动切断供电系统，当有人员发现电流过载时，也能通过系统手动关闭供电系统。当有烟雾、温度报警时，传感器自动通过智能网关和云平台向WEB客户端和APP客户端发送报警信息，家庭用户收到报警信息后还可以通过系统向物业/微型消防站用户或邻居发起求救信息和疏散提醒；物业/微型消防站用户能接收到管辖范围内的家庭用户的报警信息，并支持定向导航到报警家庭进行危险确认和处理，也能向着火区域周围邻居发起疏散提醒；家庭用户能通过系统提供的逃生路线尽快逃离着火区域，家庭用户和物业/微型消防站用户也能够通过系统向119用户报火警，119用户收到火警信息后能够通过系统直接定向导航到着火家庭。所有用户都能够通过系统查看微型消防站所有设备清单和设备使用说明，同时所有用户能够通过本系统查看消防科普知识，以便提高全民消防知识水平。本专利技术的有益效果是：本系统支持多种类用户，支持多客户端，支持移动消防远程实时监控，支持着火区域和消防设施定向导航，支持发生火灾时自救互救、疏散提醒和导引人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动消防监控和定向救援疏散系统，其特征在于：包括传感器控制器节点、智能网关、云平台和终端四大部分，其中传感器控制器节点包括烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点；终端包括APP客户端和WEB客户端；燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点通过燃气阀门机械臂控制燃气阀门的开启或关闭；插座电流传感器无线节点通过电磁继电器控制插座的通断电；烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点通过ZigBee无线方式与智能网关进行交换数据和控制指令；智能网关通过以太网和云平台进行交换数据和控制指令；云平台和APP客户端或WEB客户端之间通过以太网进行交换数据和控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种移动消防监控和定向救援疏散系统，其特征在于：包括传感器控制器节点、智能网关、云平台和终端四大部分，其中传感器控制器节点包括烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点；终端包括APP客户端和WEB客户端；燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点通过燃气阀门机械臂控制燃气阀门的开启或关闭；插座电流传感器无线节点通过电磁继电器控制插座的通断电；烟雾传感器无线节点、燃气阀门机械臂本地及远程控制器无线节点、燃气泄漏传感器无线节点、温度传感器无线节点和插座电流传感器无线节点通过ZigBee无线方式与智能网关进行交换数据和控制指令；智能网关通过以太网和云平台进行交换数据和控制指令；云平台和APP客户端或WEB客户端之间通过以太网进行交换数据和控制指令。2.根据权利要求1所述的一种移动消防监控和定向救援疏散系统，其特征在于：所述的传感器控制器节点包括传感器控制器主控单元、zigbee通信模组模块和I/O检测三部分，传感器控制器主控单元采用STM32F103RCT芯片，zigbee通信模组模块采用zigbee_mk2000通信模组，STM32F103RCT芯片通过串口与zigbee_mk2000通信模组进行双向通信连接；STM32F103RCT芯片分别通过I/O接口与可燃气体探测器、燃气阀门控制器、插座继电器、温度传感器、烟雾传感器连接；STM32F103RCT芯片通过串口与电流检测传感器连接。3.根据权利要求1所述的一种移动消防监控和定向救援疏散系统，其特征在于：传感器控制器节点软件包括传感器控制器节点组网程序、传感器控制器节点退网程序和传感器控制器节点传感器控制器采集程序，其中传感器控制器节点组网流程序执行如下操作：传感器控制器节点组网程序开始后等待智能网关允许入网，当检测到入网许可后，自动调节信道和自动设置拓扑参数，接入智能网关网络；传感器控制器节点退网程序执行如下操作：等待退网按键动作，即传感器控制器节点要退网络时，通过外部按键长按后，发送退网请求，初始化传感器控制器节点为离网状态；传感器控制器节点传感器控制器采集程序执行如下操作：首先对传感器进行初始化，开启两个定时器中断，定时采集传感器数据，将采集到的传感器数据上传到智能网关，然后返回再定时采集传感器数据；同时定时接收智...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁文帅，姚松经，赵永顺，沈贺坤，王冕，王轶杰，
申请(专利权)人：应急管理部天津消防研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12