一種具有定位功能的智能疏散指示系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有定位功能的智能疏散指示系統，由逃生RFID標簽、定位疏散指示節點、信息處理傳輸終端和監控顯示終端四部分組成；本實用新型為實現獲取被困人員逃生過程中的位置信息、疏散指示節點等信息搭建了一個實施硬件平臺，解決監控中心對建筑物內被困人員在逃生過程中的位置信息的實時獲知，并可以根據人員位置、火源位置等信息綜合控制疏散指示節點顯示方向，進而在人員密集場所實現人員分流疏散，同時為救援行動提供決策支撐。該系統集疏散指示和定位功能為一體，大大節約了工程成本。系統還可以實現遠程控制，更加貼合消防實際，實用程度更高。還可通過改變無線信號功率大小，可調節監控范圍。系統使用更加靈活。
【專利說明】一種具有定位功能的智能疏散指示系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑消防物聯網領域，特別涉及一種基于智能疏散指示燈具的室內定位系統。適用于必須安裝消防疏散指示系統的建筑，用于火災救援中建筑物內人員定位及疏散。

【背景技術】
[0002]當前，我國正處于經濟、社會的高速發展時期，各類致災因素明顯增多，災害規模不斷擴大，尤其是高層、超高層建筑等人員密集場所，一旦發生火災，在外界救援力量到達前，明確逃生路線，迅速找到安全出口，及時展開逃生自救是避免慘劇發生的關鍵所在。
[0003]智能疏散指示系統是在建筑物內分布安裝、集中控制的用于人員逃生疏散的方向指引系統，被困人員可按照指示燈標示的方向快速找到消防安全出口 ；同時，系統可根據火災報警控制系統對火災位置的定位，智能實時控制指示方向，指引人員疏散，對批量人員緊急疏散起到一定的作用。
[0004]但智能疏散指示系統在實際使用過程中，仍存在一些問題:
[0005]1.只能讓被困人員自由疏散，能見度很低時，無法看到或分辨清楚指示方向，導致疏散系統失效；
[0006]2.大量人員疏散時，容易產生踩踏等傷亡事件，外部控制缺少實際的人員分布情況做參考，分流指揮效果不理想。
[0007]3.疏散指示系統對于具有逃生能力的人行之有效，但當人員出現暈倒或失去逃生能力后，疏散指不系統完全失效。
[0008]解決以上問題，關鍵是監控中心可實時獲知被困人員在建筑內的位置信息。目前，可以實現室內人員定位的技術大多是根據信號傳輸的強度和傳輸時間進行定位，理論上具有較高的定位精度，但在實際實施過程中，由于遮擋、反射、溫漂等環境因素影響，往往誤差較大，同時所需的復雜的配套設施也大大增加了系統的工程造價。
[0009]如果能通過一種手段，在消防疏散指示系統的基礎上增加人員定位功能，使被困人員在按照疏散指示逃生的同時，監控中心能實時獲知所有人員的位置信息，根據這些信息可做出合理控制疏散方向指示，實現分流控制。同時，還可實時定位失去逃生能力的被困人員，并對其展開準確營救；對人員密集的地方，可快速增援救援力量；對進入現場的消防員也可實時定位。這些功能的擴展將進一步提高消防疏散指示系統的實用效果，也將為滅火救援行動提供重要的決策依據。


【發明內容】

[0010]本實用新型的主要目的在于提供一種具有RFID人員定位功能的智能疏散系統。
[0011]本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的:
[0012]一種具有定位功能的智能疏散指示系統，其特征在于:由逃生RFID標簽、定位疏散指示節點、信息處理傳輸終端和監控顯示終端四部分組成；
[0013]所述的逃生RFID標簽與定位疏散指示節點之間通過射頻信號進行數據通信；信息處理傳輸終端與各定位指示節點間采用485總線通信，并與監控顯示終端通過有線/無線傳輸數據。
[0014]所述的逃生RFID標簽，為有源RFID標簽，由主控制器1、天線匹配模塊、電源管理模塊1、數據存儲模塊組成；所述的電源管理模塊I為各模塊供電；所述的主控制器I采用內置EZRad1PRO射頻收發模塊的SIL10N-LAB系列芯片SI1013，天線匹配模塊與主控制器I的射頻收發模塊通過預留1接口連接；所述的數據存儲模塊通過SPI接口與主控制器I連接。
[0015]所述的定位疏散指示節點，由主控制器I1、RFID收發模塊、RS485通信模塊、顯示模塊和電源管理模塊II組成；所述的主控制器II，采用SIlOOO芯片；RFID收發模塊由射頻收發控制器和外圍驅動電路構成；RS485通信模塊主要包括MAX485芯片及其外圍電路；顯示模塊包括顯示面板和驅動電路，與主控制器II通過1和UART接口連接。
[0016]所述的信息處理傳輸終端為嵌入式裝置，由主控制器模塊II1、電源管理模塊111、485通信模塊和遠程通信模塊組成；所述的主控制器III采用ARM控制器LPC1769 ;遠程通信模塊與主控制器III之間通過UART接口連接；電源管理模塊III采用LM2596芯片，分為3.3V和5V兩路輸出，分別為主控制器III和485通信和遠程通信模塊供電；485通信模塊包括485芯片和驅動電路，通過485接口與定位疏散節點連接。
[0017]本實用新型的有益效果:本實用新型采用上述結構，為實現獲取被困人員逃生過程中的位置信息，疏散指示節點等信息搭建了一個實施硬件平臺，解決監控中心對建筑物內被困人員在逃生過程中的位置信息的實時獲知，并可以根據人員位置、火源位置等信息綜合控制疏散指示節點顯示方向，進而在人員密集場所實現人員分流疏散，同時為救援行動提供決策支撐。該系統集疏散指不和定位功能為一體，相互彌補了各自系統的缺點，一方面，解決了以往定位產品的供電和定位節點的位置信息獲取問題；另一方面，為疏散路線制定增加了人員位置決策量，使路線制定更加科學。大大節約了工程成本。該系統還可以實現遠程控制，通過控制顯示內容及樣式變化實現疏散路線制定和危險區域等級劃分，系統更加貼合消防實際，實用程度更高。還可通過改變無線信號功率大小，可調節監控范圍。系統使用更加靈活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是定位疏散系統結構框圖。
[0019]圖2是逃生RFID標簽硬件結構圖。
[0020]圖3是定位疏散指示節點硬件結構圖。
[0021]圖4是定位疏散指示節點面板設計圖。
[0022]圖5是信息處理傳輸裝置硬件結構圖。

【具體實施方式】
[0023]一種具有定位功能的智能疏散指示系統，由逃生RFID標簽1、定位疏散指示節點
2、信息處理傳輸終端3和監控顯示終端4等四部分組成。
[0024]系統結構框圖見附圖1。逃生RFID標簽I由逃生人員攜帶，該標簽與個人一一對應，存儲有個人的基本信息；定位疏散指示節點2按照建筑消防設計規范安裝在逃生通道指定位置，如過道、樓梯、拐角、安全門等；信息處理傳輸終端3按監控區域安裝在具有網絡環境的位置，一定區域內的定位疏散指示節點2均通過485總線方式連接至該區域的信息處理傳輸終端，信息處理傳輸終端3通過有線或3G、wifi方式與監控顯示終端互聯互通。
[0025]當攜帶逃生RFID標簽I的逃生人員在該區域移動時，標簽被距離其最近的定位疏指示散節點2識別并連同自身編號上傳至信息處理傳輸終端3，經分析處理后通過有線或無線方式上傳至監控顯示終端4，監控顯示終端4部署在監控中心，通過圖顯控制技術實時顯示該標簽的位置變化情況。另外，監控顯示終端4可統一編程控制各定位疏散節點的顯示內容、顯示形式，使逃生人員通過定位疏散節點有效識別危險區域，確定逃生路線。
[0026]對于大型建筑，由于定位疏散指示節點數量眾多，而每個信息處理傳輸終端處理能力有限，一般可部署多臺信息處理傳輸終端。每臺信息處理傳輸終端監控一個連通區域。定位疏散指示節點及信息處理傳輸終端均按照消防建筑疏散指示系統相關規范要求供電，傳輸線纜部署具有規定的防護級別，確保應急狀態下系統應能正常工作。
[0027]所述的逃生RFID標簽1:如圖2所示，該標簽為有源RFID標簽，由主控制器I 11、天線匹配模塊12、電源管理模塊I 13、數據存儲模塊14等模塊組成。其中主控制器I 11采用SIL10N-LAB系列芯片SI1013，內置EZRad1PRO射頻收發器模塊，支持240?960ΜΗΖ的無線傳輸頻率；天線匹配模塊12連接主控制器I 11的射頻收發模塊，通過射頻輸出，實現數據在433ΜΗΖ范圍內的射頻收發；電源管理模塊I 13采用3.3V鋰電池供電，正常使用壽命不低于2年；數據存儲模塊可存儲各類相關靜態信息。逃生RFID標簽I與定位疏散指示節點2之間通過相同頻、組號的射頻信號在一定范圍內可進行數據通信，喚醒識別距離可通過修改其發射功率來設定，上傳信息包括標簽的編號、電量、信號功率等。
[0028]定位疏散指示節點2:由主控制器II 21、RFID收發模塊22、RS485通信模塊23、智能顯示模塊24和電源管理模塊II 25組成，結構框圖見附圖3。主控制器II 21采用SIlOOO芯片，為3.3V供電；RFID收發模塊22由射頻收發控制器和外圍驅動電路構成，實現與逃生RFID標簽的匹配通信；RS485通信模塊23主要包括MAX485芯片及其外圍構成，實現指示節點與信息處理傳輸裝置的485通信；智能顯示模塊24與主控制器II 21間通過1和UART接口通信，實現主控制器II 21對顯示內容及形式的控制。智能顯示模塊24中面板包括方向指示圖標、逃生序列編號顯示區、安全等級顯示區。方向指示圖標采用當前標準規定樣式，逃生序列編號顯示區和安全等級顯示去在面板的中間位置，顯示內容可通過監控顯示終端統一控制編輯。其中逃生序列編號是按照逃生路線由危險到安全逐一增加，逃生時，可按照編號增長的方向前進；安全等級分為安全和危險兩個等級，分別采用綠色和紅色兩種顏色區分，可根據實際情況由監控顯示終端控制顯示。面板設計見附圖4。一定范圍的同頻組逃生標簽信息被RFID收發模塊22采集并傳輸至主控制器II 21模塊；主控制器II 21模塊對信息進行處理后通過485總線以查新方式被動上傳至信息處理傳輸終端。同時，主控制II 21模塊通過485總線方式接收外部控制命令,直接控制智能顯示信息,包括啟停、顯示形式、樣式等。
[0029]信息處理傳輸終端3:為嵌入式裝置，包括主控制器III 31、電源管理模塊III 32,485通信模塊33和遠程通信模塊34。其中電源管理模塊III 32中采用DC12V輸入，經穩壓、降壓后轉換后為3.3V和5V兩路輸出，其中3.3V為主控制器III 31供電，5V為遠程通信模塊34和485通信模塊33提供電源。主控制器III 31采用低功耗嵌入式控制器LPC1769，控制器內嵌以太網控制模塊，外部經過以太網收發器、網絡變壓器和RJ45網絡接口等器件實現以太網有線通信。遠程通信模塊34支持GPRS和3G無線數據通信，與主控制器III 31之間通過UART接口連接。信息處理傳輸終端3與各定位疏散指示節點2間采用485總線通信，信息處理傳輸終端3采用485查詢方式按周期讀取各定位疏散指示節點的RFID標簽信息，并經過智能算法判斷標簽的位置移動與變化，并根據現場環境選擇有線或無線方式將變化信息上傳至監控顯示終端；同時，信息處理傳輸終端還可接收由監控顯示終端下發的各種控制命令，改變各定位疏散指示節點的啟停、顯示內容、顯示方式、顯示形式。硬件結構見附圖5。
[0030]監控顯示終端4:內置監控軟件，實時接收由各傳輸終端上傳的標簽變化信息，并在監控位置圖上實時顯示標簽的位置變化情況，進而確定標簽的大致位置；監控顯示終端4還支持數據錄入功能，包括智能疏散指示節點的基本信息，支持控制命令下發功能，包括節點面板疏散指示信息，設置節點的RFID工作頻組信息；監控顯示終端可通過信息處理傳輸終端對建筑內所有定位疏散指示節點發起命令，控制節點的啟停、顯示內容、顯示方式、顯示形式等；具有逃生路線制定、區域危險等級劃分等功能。
[0031]該系統能夠實現以下功能:
[0032]1.具有疏散指示系統的基本功能。正常狀況下，定位指示節點標示建筑內消防逃生路線；
[0033]2.當被困人員經過定位指示節點時，監控顯示終端可實時獲知該人員的基本信息及所處的節點位置；
[0034]3.監控顯示終端可檢測到被困人員到達該指示節點的時間、離開時間和停留時間；
[0035]4.對人流密度較高的節點、對靜止不動的逃生標簽進行報警提示；
[0036]5.定位指示節點具有強光閃爍功能，在能見度較低情況下提示被困人員到達附近；
[0037]6.監控顯示終端可控制定位指示節點的顯示方式和顯示內容。統一編程，生成逃生路線；
[0038]7.消防員可攜帶逃生標簽進入，顯示終端可實時監控消防員行進路線，確保其快速到達指定地點；
[0039]8.監控顯示終端可通過改變發射功率控制各定位指示節點的定位范圍。
【權利要求】
1.一種具有定位功能的智能疏散指示系統，其特征在于:由逃生RFID標簽、定位疏散指示節點、信息處理傳輸終端和監控顯示終端四部分組成； 所述的逃生RFID標簽與定位疏散指示節點之間通過射頻信號進行數據通信；信息處理傳輸終端與各定位指示節點間采用485總線通信，并與監控顯示終端通過有線/無線傳輸數據。
2.根據權利要求1所述的一種具有定位功能的智能疏散指示系統，其特征在于: 所述的逃生RFID標簽，為有源RFID標簽，由主控制器1、天線匹配模塊、電源管理模塊1、數據存儲模塊組成；所述的電源管理模塊I為各模塊供電；所述的主控制器I采用內置EZRad1PRO射頻收發模塊的SIL1N-LAB系列芯片SI1013，天線匹配模塊與主控制器I的射頻收發模塊通過預留1接口連接；所述的數據存儲模塊通過SPI接口與主控制器I連接。
3.根據權利要求1所述的一種具有定位功能的智能疏散指示系統，其特征在于:所述的定位疏散指示節點，由主控制器I1、RFID收發模塊、RS485通信模塊、顯示模塊和電源管理模塊II組成；所述的主控制器II，采用SIlOOO芯片；RFID收發模塊由射頻收發控制器和外圍驅動電路構成；RS485通信模塊主要包括MAX485芯片及其外圍電路；顯示模塊包括顯示面板和驅動電路，與主控制器II通過1和UART接口連接。
4.根據權利要求1所述的一種具有定位功能的智能疏散指示系統，其特征在于:所述的信息處理傳輸終端為嵌入式裝置，由主控制器模塊II1、電源管理模塊111、485通信模塊和遠程通信模塊組成；所述的主控制器III采用ARM控制器LPC1769 ;遠程通信模塊與主控制器III之間通過UART接口連接；電源管理模塊III采用LM2596芯片，分為3.3V和5V兩路輸出，分別為主控制器III和485通信和遠程通信模塊供電；485通信模塊包括485芯片和驅動電路，通過485接口與定位疏散節點連接。
【文檔編號】A62B3/00GK203954484SQ201420416077
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月26日 優先權日:2014年7月26日
【發明者】楊樹峰, 王軍, 馬青波, 隋虎林, 范玉峰, 姜學赟, 李志剛, 張迪, 喬培玉 申請人:公安部沈陽消防研究所