基于虚拟场景的灭火培训系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于虚拟场景的灭火培训系统，所述图像识别传感器设置于演示灭火器的喷出口上，传感器件设置于演示灭火器的底部，图像识别传感器和发送模块相连以传输演示灭火器瞄准火焰的位置信息，传感器件和发送模块相连以传输演示灭火器的提起信息，发送模块和接收模块无线通信，接收模块和计算机主机相连，计算机主机和显示装置相连。该系统涵盖灭火知识培训及虚拟灭火演练，相比传统灭火培训具有低成本，高安全，可重复使用等明显优点。各个年龄段的人群均可以了解常用灭火器材的类型及其适用的火灾类型；学习常用灭火器材的正确选择和规范操作方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

基于虚拟场景的灭火培训系统
本技术涉及的是一种消防培训模拟系统，尤其涉及的是一种基于虚拟场景的 灭火培训系统。
技术介绍
随着我国社会经济的发展，消防安全问题越来越受到人们的关注，人们对消防知 识和消防培训的需求日益增大。相应地，社会对消防培训产品的要求也在不断提高。常见的 火灾类型有三大类第一类为固体火灾，也称A类火灾，如木质家具、书籍等引起的火灾；第 二类为液体火灾，也称B类火灾，如各种油料引起的火灾；第三类电器火灾，也称C类火灾， 如电器超负荷引起的火灾。正确选择灭火器种类是灭火过程中的第一步，也是非常关键的 一步，针对不同类型的火场环境，如果错选了灭火器，结果可能不仅起不到灭火作用，还会 使火势进一步蔓延，甚至会引起其它事故，例如使用清水灭火器扑救油料火灾。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于虚拟场景的灭火培 训系统，通过场景模拟实现虚拟灭火演练。本技术是通过以下技术方案实现的，本技术包括演示灭火器、传感器件、 图像识别传感器、发送模块、接收模块、计算机主机和显示装置；所述图像识别传感器设置 于演示灭火器的喷出口上，传感器件设置于演示灭火器的底部，图像识别传感器和发送模 块相连以传输演示灭火器瞄准火焰的位置信息，传感器件和发送模块相连以传输演示灭火 器的提起信息，发送模块和接收模块无线通信，接收模块和计算机主机相连，计算机主机和 显示装置相连。所述演示灭火器包括压把、顶杆、阀门开关、瓶身、连接管、尾管、管筒、电池和电源 开关，压把和顶杆相连，顶杆和阀门开关相连，连接管的一端和瓶身相连，另一端和尾管相 连，管筒和尾管相连，图像识别传感器设置于管筒内，电源开关和电池相连，电源开关位于 瓶身外，传感器件设置于瓶身的底部，发送模块设置于瓶身上，接收模块设置于计算机主机 的机箱内。所述发送模块和接收模块无线通信，通过无线通信实现信号传递。所述接收模块和计算机主机通过USB接口相连。所述显示装置为液晶显示器或投影仪。本技术相比现有技术具有以下优点该系统涵盖灭火知识培训及虚拟灭火演 练，相比传统灭火培训具有低成本，高安全，可重复使用等明显优点。各个年龄段的人群均 可以操作演练该系统，系统生动有趣的操作界面、语音和动画让人们在“娱乐”中掌握常见 火灾类型的辨识及其扑救方法；了解常用灭火器材的类型及其适用的火灾类型；学习常用 灭火器材的正确选择和规范操作方法。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的工作流程图。具体实施方式下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限 于下述的实施例。如图1所示，本实施例包括演示灭火器1、传感器件2、图像识别传感器3、发送模块 4、接收模块5、计算机主机6和显示装置7 ;所述图像识别传感器3设置于演示灭火器I的 喷出口上，传感器件2设置于演示灭火器I的底部，图像识别传感器3和发送模块4相连以 传输演示灭火器I瞄准火焰的位置信息，传感器件2和发送模块4相连以传输演示灭火器 I的提起信息，发送模块4和接收模块5无线通信，接收模块5设置于计算机主机6的机箱 内，接收模块5和计算机主机6通过USB接口相连，计算机主机6和显示装置7相连。所述演示灭火器I包括压把11、顶杆12、阀门开关13、瓶身14、连接管15、尾管16、 管筒17、电池18和电源开关19，压把11和顶杆12相连，顶杆12和阀门开关13相连，连接 管15的一端和瓶身14相连，另一端和尾管16相连，管筒17和尾管16相连，图像识别传感 器3设置于管筒17内，电源开关19和电池18相连，电源开关19位于瓶身14外,传感器件 2设置于瓶身14的底部，发送模块4设置于瓶身14上。本实施例的传感器件2选用触地开关。本实施例的显示装置7为液晶显示器。本技术的发送模块4和接收模块5的微处理器采用STM32单片机，因为STM32 单片机不仅性能能够满足设计要求，并且具有价格相对便宜、市场供应充足等优点。发送模块4的主要功能是(I)通过安装在灭火器底部的触地开关给I/O 口信号，判断灭火器是否被选中(提 起)；(2)通过无线信号，向接收模块5发送含有地址的数据，判断灭火器是否选择正 确；(3)通过对安装在管筒17内部的图像识别传感器3的信号进行分析计算，判断灭 火器瞄准火焰的位置；(4)通过无线信号向接收模块5发送含有火焰瞄准情况的数据，判断接收模块5做 出的响应。接收模块5的主要功能是(I)通过无线通信模块，监听并存储灭火器发出的无线通信数据；(2)通过对接收到的数据进行校验，判断数据是否有效，以及是否为新数据；(3)通过USB接口，将接收到的有效的新数据发送给计算机主机6。计算机主机6内存储五个部分并将其显示在液晶显示器上，分别是火灾基础知 识、应急自救方法、消防安全口诀、火场逃生游戏以及仿真灭火测试，其中仿真灭火测试是 系统最重要的组成部分。在系统仿真灭火测试模块，用户使用演示灭火器I虚拟灭火时，首先要做的事是选择演示灭火器I的类型，本系统共提供五种类型的演示灭火器1，如清水灭 火器、干粉灭火器、泡沫灭火器、CO2灭火器等。只有正确选择好演示灭火器I才能达到灭火 目的。操作流程图如图2所示，具体操作步骤为1、开机启动计算机操作系统，然后进入基于虚拟场景的灭火培训系统软件主界 面。这时界面上会出现标有“虚拟灭火培训系统”的按钮以及五个子模块标题栏。点击标 有“虚拟灭火培训系统”的按钮，进入火灾场景模型选择界面，然后选择一个火灾场景，此时 系统会发出提示语音“请选择灭火器种类”。2、选择灭火器种类选择好一个火灾场景后，用户根据系统发出的语音提示，需要 选择灭火器的类型。操作流程是按下整齐排列在地面上的五个演示灭火器I的电源开关 19，然后随机提起一个灭火器，灭火器一旦被提起，也就意味着系统已经开始识别灭火器的 种类。如果灭火器种类选择正确，系统会发出“你已选择XXX灭火器，请按下压把11”的语 音提示，例如系统发出“你已选择干粉灭火器，请按下压把11”的语音提示，然后可以进行下 一步的操作。如果提起的灭火器不适合在该火灾场景中使用，系统会发出“选择错误，请重 新选择灭火器种类”的语音，这时用户需要重新选择灭火器，直到系统发出“你已选择XXX 灭火器，请按下压把11”的语音提示即可进行下一步的操作。3、灭火正确选择灭火器种类后，按照系统的提示，一手按下压把11，一手托起尾 管16和管筒17。当压把11按下后，表示已开始灭火，此时装在管筒17内部的图像识别传 感器3开始工作，用手握住管尾和管筒17并使之对准显示屏上的火焰。这样操作一段时间 后，用户会发现火焰变小直至完全熄灭，这时系统语音提示“YES，灭火成功”，同时系统会出 现“灭火成功，一共花费XX分钟XX秒。”的显示界面。如果用户由于操作不当等因素导致 在规定的时间(本系统规定为5分钟，通过微处理器STM32计时实现)没有成功灭火，系统会 发出“哎，灭火失败”的语音提示，同时给出“灭火失败，一共花费XX分钟XX秒。”的显示界 面。在灭火操作过程中，最重要的操作就是对准火焰，如果没有对准火焰，那本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟场景的灭火培训系统，其特征在于，包括演示灭火器（1）、传感器件（2）、图像识别传感器（3）、发送模块（4）、接收模块（5）、计算机主机（6）和显示装置（7）；所述图像识别传感器（3）设置于演示灭火器（1）的喷出口上，传感器件（2）设置于演示灭火器（1）的底部，图像识别传感器（3）和发送模块（4）相连以传输演示灭火器（1）瞄准火焰的位置信息，传感器件（2）和发送模块（4）相连以传输演示灭火器（1）的提起信息，发送模块（4）和接收模块（5）无线通信，接收模块（5）和计算机主机（6）相连，计算机主机（6）和显示装置（7）相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟场景的灭火培训系统，其特征在于，包括演示灭火器(I)、传感器件(2)、图像识别传感器(3)、发送模块(4)、接收模块(5)、计算机主机(6)和显示装置(7);所述图像识别传感器(3)设置于演示灭火器(I)的喷出口上，传感器件(2)设置于演示灭火器(1)的底部，图像识别传感器(3)和发送模块(4)相连以传输演示灭火器(I)瞄准火焰的位置信息，传感器件(2)和发送模块(4)相连以传输演示灭火器(I)的提起信息，发送模块(4)和接收模块(5)无线通信，接收模块(5)和计算机主机(6)相连，计算机主机(6)和显示装置(7)相连。2.根据权利要求1所述的基于虚拟场景的灭火培训系统，其特征在于所述演示灭火器(I)包括压把(11)、顶杆(12)、阀门开关(13)、瓶身(14)、连接管(15)、尾管(16)、管筒(17)、电池(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫，臧俊，查文舒，潘李伟，赵炜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，中电科技合肥电子信息发展有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：