專利名稱：物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法
技術領域：
本發明涉及消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法，尤其涉及一種物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法。
背景技術：
普通的應急照明系統有一個致命的缺陷它的標志燈為獨立指向，通常只能指示固定的方向，一般是指向最近的安全門，功能單一且受到空間限制，未能通盤考慮，比如考慮到指示方向的前方情況，如前方存在災情、或為煙霧蔓延方向、或前方安全通道由于故障而不能開啟，則存在受災人群無法接收到正確指示，存在無法及時逃離災難現場的危險。且進一步來說，對于消防應急燈本身，也可能因災害發生故障，存在無法指示的風險。這些情況幾乎在每次火災時都會出現，所以目前所應用的傳統消防應急燈有很大的局限性，不能在緊急情況發生時，安全有效地引導現場人員撤離危險區。在火災發生時，由于煙霧中由很多二氧化硫、一氧化碳等有毒有害氣體，當人吸入這些氣體后，會導致人體缺氧、呼吸困難、 思維遲鈍。在這種情況下能保持清醒的時間大約為50秒。加之現代建筑物通道長而復雜， 逃生就更艱難。且傳統型的應急照明指示終端依靠人力進行維護和檢修，日常維護和檢修上存在著嚴重地滯后現象，不能及時發現產品問題。對每個終端進行清潔、測試將是一件很麻煩枯燥的工作，更不能實現最新國標《GB 17945-2010消防應急照明和疏散指示系統》的要求，即每月每年定期的對電池的充放電。綜上所述，傳統型的應急系統對系統內的每個應急照明指示終端產品的生產、檢測、有效期等保密背景資料、以及整個系統的運作監控不能做到遠距離的實時在線監控， 無法實時更新系統內終端狀態、及時在災害時給受災人群指出有效的撤離安全路線。

發明內容
本發明在普通智能型應急照明疏散指示逃生與維護系統的基礎上進行改進，發明了一種物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法，以解決上述問題，實現應急系統對應急照明指示終端的實時監控，并基于該實時監控的信息基礎上，在災害時，通過應急照明指示終端指向，語音提示功能，為受災人群指明有效撤離路線。物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID無線通信技術，通過計算機互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享。本系統正是采納了上述物聯網的概念對智能型的應急照明指示與維護系統進行升級，以達到統一管理、及時有效的做遠程實時預警的功能。本發明提供的具體技術方案為物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統，包括一多個智能終端，該智能終端有一進行控制操作的中央處理單元、同時還有LED 照明/指示單元、通信單元、電源單元、狀態檢測單元和故障/信息顯示單元；
一有線通信傳輸網絡；一主控制服務器，該主控服務器有一中央處理軟件單元，包括有一核心數據庫模塊，該模塊保存系統中各應急終端設備的位置路徑及狀態信息；有一通信模塊，該模塊實時讀取系統中所有應急終端的運行狀態信息，并將其保存入核心數據庫；有一實時檢測處理模塊，該模塊根據各應急終端的運行狀態進行運算處理，即對應報警點的位置信息和路徑地圖信息計算生成各位置的最佳逃生路徑，并通過所述有線通信網絡相應控制各應急終端進行指示輸出。進一步，所述系統還包括安置在終端和服務器上的與之一一對應的RFID電子標簽，和一同電子標簽通信檢測的RFID監控器。進一步，所述智能終端還包括一對鋰電池進行充放電管理的充放電管理單元。進一步，所述智能終端還包括一語音播放單元。進一步，所述智能終端還包括一故障/信息顯示單元。一種應用了前述系統的逃生方法，包括以下步驟步驟一主控制服務器接受到報警信息，啟動應急照明逃生程序；步驟二主控制服務器基于核心數據庫模塊中存儲的各應急終端的位置信息及報警的火源信息，計算出逃生多條路徑，并根據距報警點最遠和路徑最短的原則優先選擇，判斷生成最佳逃生路徑及該路徑上各智能終端所需的指引信息；步驟三主控制服務器通過傳輸網絡向終端輸出指令；步驟四智能終端執行是通過主控制器接收指令，并通過終端的中央處理單元、LED 照明/指示單元和語音播放單元進行實施。進一步，實現步驟一至步驟四的同時，RFID監控器通過RFID電子標簽實時監控智能終端，以監控是否運行正常。進一步，所述指引信息包括智能終端的光示方向指引信息和/或語音指引信息。進一步，所述步驟二中智能終端的應急標志燈光示方向指引信息和/或語音播報信息為在火災發生區域以外的智能終端均保持正常工作狀態；在火災發生區域以內的智能終端，根據“遠離火源就近出口”的逃生原則，LED照明/指示單元處于頻閃狀態。進一步，所述步驟二中智能終端的應急標志燈光示方向指引信息和/或語音指引信息為在同一條逃生路徑上距兩個可逃生安全出口的距離相等位置的智能終端的LED照明/指示單元同時閃亮；在火災發生區域內，可逃生作為安全出口的智能終端語音播放功能啟動，聲音引導疏散逃生，被火災阻斷的智能終端LED照明/指示單元熄滅。如前所述，本系統包括智能終端(智能應急照明燈、智能應急指示燈)、主控制服務器及有線傳輸網絡三部分，并在每個終端和服務器上設有一一對應的RFID電子標簽，以通過物聯網實時監控整個系統的運作狀態，遠程監控、及時準確的發現問題，提高系統質量。智能終端是具有地址和可變向功能的消防應急標志燈，應急照明燈，以及地面和墻壁導流燈，并將一個建筑內的所有應急燈與現在已經存在的智能消防報警系統聯動起來。利用消防報警系統的報警信號作為智能逃生指示系統的輸入信息，由主控制服務器基于輸入信息及由智能終端采集的信息進行處理，自動計算火警位置，自動選擇一條最佳逃生路線，調整應急燈的指示方向，指出一條能避開高溫煙氣危險區域的逃生通道，當火災發生時，根據控制器發出的指令，消防應急標志燈有以下幾種自動調整疏散指示模式a)在火災發生區域以外的標志燈均保持正常工作狀態；b)在火災發生區域以內的消防應急燈具，根據“遠離火源就近出口”的逃生原則， 顯示標志方向的光源箭頭處于頻閃狀態；c)在同一條逃生路徑上距兩個可逃生安全出口的距離相等位置的標志燈兩個箭頭同時閃亮；在火災發生區域內，可逃生的安全出口語音播放功能啟動，聲音引導疏散逃生，被火災阻斷的安全出口光源熄滅。這樣用光和聲音提示，及時穩定現場人員情緒，同時根據火警數據為建筑內不同地點的人員計算出最優安全逃生線路，照明燈適時打開，保證現場人員安全、準確、迅速地通過安全通道有序地撤離現場，最大限度地減少人員的傷亡，同時也適合復雜通道狹長的環境通道。本系統服務器的軟件主要用來管理設備數據，自動分配終端通信地址，發布險情信息，定期打印維護報表。它可以通過網絡獲取每個終端的檢測數據，及時發現終端故障， 維護人員可以通過報表掌握所有終端的運行狀況，確定維護計劃。應急照明指示終端除對關鍵部件鋰電池進行合理的充放電管理外，還必須對光源、電池溫度進行監測，以保證終端的良好運行。根據新國標要求，電池要按月/年周期性的自動完成檢測任務，并將檢測結果保存在本地，系統的可靠性高。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的系統結構示意圖。圖2是智能終端的結構示意圖。圖3是主控制服務器應急調整的工作原理流程圖。
具體實施例方式圖1為本發明的系統結構示意圖，如圖所示，本系統為虛線方框內系統，包括主控制服務器1、傳輸網絡及采集器2和智能終端Tl T4，主控制服務器1、網絡集線設備2串聯，各智能終端Tl T4同傳輸網絡及采集器2直接相連以傳輸信號。主控制服務器1和終端Tl T4之間采用CAN總線組網通信方式。主控制服務器1還同一打印機相連，以便平時維護各終端數據。主控制服務器1和各智能終端Tl T4設有一一對應的電子標簽， 以供可移動無線檢測設備——物聯網質保監控器4監控。。為更明確的闡述本發明內容，將煙霧報警器01和自動火災報警主機02也示于圖上。如圖所示，煙霧探測報警器01、自動火災報警主機02、主控服務器1和網絡集線設備2依次串聯。圖2為智能消防終端的結構圖。智能消防終端全部按照中華人民共和國國家標準 《GB17945-2010消防應急照明和疏導指示系統》的要求制作，并參考了中華人民共和國國家標準《GB50440-2007城市消防遠程監控系統技術規范》的相關技術要求研制而成。本實例中的智能終端的中央處理單元包括AC/DC電源單元、充放電管理單元、LED照明/指示單元、485通信單元、故障/信息顯示單元、狀態檢測單元。其中485單片機，內置通信單元， 8位唯一指定的設備識別碼，服務器及時動態分配16位通信地址，與服務器連接，根據服務器指令傳送設備數據，可實現對設備的及時監控和功能操作，同時低廉的價格也可大大降低運營成本；AD/DA電源單元，為整個智能終端提供所需運作電能，自動應急切換，當外部電源DC切斷時自動切換到內部應急電源AC狀態；充放電管理單元，對鋰電池進行合理的充放電管理，可以大大提高鋰電池的使用壽命，降低系統運營成本。LED照明/指示單元，當外部電源切斷時，LED照明燈自動切換開啟照明功能。LED消防指示燈，其面板上箭頭指示為所需的逃生方向，各指示燈有各自的獨立光源，每個獨立光源由通訊線與主控器相連。這些指示燈應是方向指示，也可以有安全出口警示、或是樓層標識等樓宇所能涉及的各種照明標識裝置。該指示單元，當發生險情時，根據服務器指令完成應急切換、語音選擇播放、LED閃爍、LED亮度調節等應急功能。通訊線采用CAN總線，同主控制服務器1相連，以傳輸信息；服務器軟件將自動分配終端通信地址，平時通過網絡實時監控各個終端，實時報告設備故障，方便設備維護，定期打印維護報表，在險情發生時自動將危險信息發送到到每個終端。該智能終端和服務器還配有與之一一對應的電子標簽，該電子標簽內存有該裝置的ID等識別或狀態信息，以供物聯RFID監控設備通過物聯網，實時監控系統的終端或服務器運行狀況。該RFID監控設備4可通過一便攜式3 手機實現，接收到的來自不同設備上的同一頻率、ID不一樣的識別信號，采用物聯網RFID技術，對產品的各個終端作智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。該物聯網技術為逃生系統帶來以下優勢1.不需要光源，特適用消防領域，能在煙霧彌漫惡劣的環境下、甚至可以透過外部材料讀取數據；2.可以寫入及存取數據，使用壽命長；3.可以遠距離讀取數據；4.標簽的數據存取有密碼保護，對消防的產品安全性控制絕對高效。針對不同的終端，RFID監控設備可以通過終端的RFID電子標簽進行通信，獲取智能應急燈終端的故障/信息顯示單元、狀態檢測單元所檢測的信息， 并在監控設備上進行顯示，以便判斷該終端是否運行正常。如其他各路終端，如配電箱、蓄電池柜、采集器等也可配以RFID電子標簽。終端和服務器之間采用有線網絡通信方式，在樓宇的建設階段，布線方便，可以采用比較便宜的有線通信方式組網；網絡不受容量限制，可以自由擴充，對于新增的設備，系統會自動添加設備檔案數據，無須人工添加設備數據，對于撤離的設備，系統會自動屏蔽而不會影響網絡的正常運行。由有線智能終端組成的網絡可以通過子網絡模式采集器擴充網絡容量，延長通信距離。當發生火災時，煙霧探測報警器01探測到火警，向所連接的自動火災報警主機02 發送信號，則該自動火災報警主機02向主控服務器1輸出報警信號，啟動整個應急照明系統進行警示疏散過程。圖3為服務器應急調整智能終端的工作原理流程圖。每個智能終端都有自己獨立的光源，每個獨立光源由傳輸網絡通訊線連接到主控制機服務器上，服務器指揮終端設備運行。服務器在收到險情信息后，根據火警位置信息計算出火警位置，自動計算出合理的最佳逃生方向，終端在收到險情信息后，照明類智能終端自動打開照明燈，為現場提供照明；同時，調整應急燈的安全箭頭指示方向，指導現場逃生人員盡快安全撤離現場，并且打開語音廣播險情信息，指導受困人員迅速撤離，穩定受困人員情緒，使受困人員有序快速撤離現場，避免由于無序造成的踩踏事件不必要的人身傷亡。綜上所述僅為發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
權利要求
1.物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統照明疏散指示逃生與維護系統，其特征在于，包括一多個智能終端，該智能終端有一進行控制操作的中央處理單元、同時還有LED照明/ 指示單元、通信單元、電源單元、狀態檢測單元和故障/信息顯示單元；一有線通信傳輸網絡；一主控制服務器，該主控服務器有一中央處理軟件單元，包括有一核心數據庫模塊，該模塊保存系統中各應急終端設備的位置路徑及狀態信息；有一通信模塊，該模塊實時讀取系統中所有應急終端的運行狀態信息，并將其保存入核心數據庫；有一實時檢測處理模塊， 該模塊根據各應急終端的運行狀態進行運算處理，即對應報警點的位置信息和路徑地圖信息計算生成各位置的最佳逃生路徑，并通過所述有線通信網絡相應控制各應急終端進行指示輸出。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統還包括安置在終端和服務器上的與之一一對應的RFID電子標簽，和一同電子標簽通信檢測的RFID監控器。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述智能終端還包括一對鋰電池進行充放電管理的充放電管理單元。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述智能終端還包括一語音播放單元。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述智能終端還包括一故障/信息顯示單兀。
6.一種應用了如權利要求1所述系統的逃生方法，包括以下步驟步驟一主控制服務器接受到報警信息，啟動應急照明逃生程序；步驟二主控制服務器基于核心數據庫模塊中存儲的各應急終端的位置信息及報警的火源信息，計算出逃生多條路徑，并根據距報警點最遠和路徑最短的原則優先選擇，判斷生成最佳逃生路徑及該路徑上各智能終端所需的指引信息；步驟三主控制服務器通過傳輸網絡向終端輸出指令；步驟四智能終端執行是通過主控制器接收指令，并通過終端的中央處理單元、LED照明 /指示單元和語音播放單元進行實施。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，實現步驟一至步驟四的同時，RFID監控器通過RFID電子標簽實時監控智能終端，以監控是否運行正常。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述指引信息包括智能終端的光示方向指引信息和/或語音指引信息。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟二中智能終端的應急標志燈光示方向指引信息和/或語音播報信息為在火災發生區域以外的智能終端均保持正常工作狀態；在火災發生區域以內的智能終端，根據“遠離火源就近出口”的逃生原則，LED照明/指示單元處于頻閃狀態。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟二中智能終端的應急標志燈光示方向指引信息和/或語音指引信息為在同一條逃生路徑上距兩個可逃生安全出口的距離相等位置的智能終端的LED照明/指示單元同時閃亮；在火災發生區域內，可逃生作為安全出口的智能終端語音播放功能啟動，聲音引導疏散逃生，被火災阻斷的智能終端LED照明/ 指示單元熄滅。
全文摘要
本發明涉及消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法，尤其涉及一種物聯網型消防應急照明疏散指示逃生與維護系統及方法。本系統包括智能終端(智能應急照明燈、智能應急指示燈)、主控制服務器及有線傳輸網絡三部分，并在每個終端和服務器上設有一一對應的RFID電子標簽，以通過物聯網實時監控整個系統的運作狀態，遠程監控、及時準確的發現問題，提高系統質量。且本系統利用消防報警系統的報警信號作為智能逃生指示系統的輸入信息，由主控制服務器基于輸入信息及由智能終端采集的信息進行處理，自動計算火警位置，自動選擇一條最佳逃生路線，調整應急燈的指示方向，為受災人群提供有效路線指示，以便脫險。
文檔編號A62B3/00GK102512772SQ20111038654
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者姜萌, 李偉嵐 申請人:上海蘭力福電子有限公司