專利名稱：一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于消防安全領(lǐng)域，具體涉及一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，不僅能準(zhǔn)確的探測(cè)火災(zāi)，而且能順利疏導(dǎo)人員并及時(shí)撲滅火源。
背景技術(shù)：
目前，火災(zāi)探測(cè)裝置主要分為以下兩類第一，利用感溫、感煙傳感器作為探頭，能夠?qū)σ欢臻g范圍內(nèi)的情況進(jìn)行檢測(cè)，但是不能將檢測(cè)空間范圍的視頻信息發(fā)送到中央控制平臺(tái)，這樣就不便于人工確認(rèn)是否的確有火災(zāi)發(fā)生，另外，探頭本身沒(méi)有故障檢測(cè)模塊， 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，如果探頭自身出現(xiàn)故障，容易發(fā)生有火不報(bào)的情況，這將帶來(lái)難以估計(jì)的損失；第二，圖像型火災(zāi)探測(cè)器，該設(shè)備主要利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)火災(zāi)的圖像特征進(jìn)行分析，最終將視頻處理結(jié)果送給中央控制平臺(tái)，然后由中央控制平臺(tái)啟動(dòng)消防水炮控制信號(hào)，控制水炮的火源三維坐標(biāo)信息是通過(guò)兩個(gè)可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)同時(shí)捕獲兩幀圖像，再經(jīng)過(guò)獨(dú)立的數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)處理得到的，這樣整個(gè)系統(tǒng)就需要兩個(gè)可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)、兩個(gè)DSP，分別負(fù)責(zé)火災(zāi)算法處理和三維重建。當(dāng)重大火災(zāi)發(fā)生時(shí)，雖然該設(shè)備可以將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息傳輸?shù)街醒肟刂破脚_(tái)，但是中央控制平臺(tái)的工作人員不能對(duì)建筑物中的人群進(jìn)行有效疏散，不能最大可能的保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
發(fā)明內(nèi)容為了降低現(xiàn)有火災(zāi)探測(cè)裝置的生產(chǎn)成本和克服現(xiàn)有火災(zāi)探測(cè)裝置缺少疏導(dǎo)人員功能的不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置， 該裝置不僅能準(zhǔn)確的探測(cè)火災(zāi)，而且能降低現(xiàn)有火災(zāi)探測(cè)裝置成本和集成有效疏導(dǎo)人員的功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，包括防爆盒體、消防水炮、可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)、2個(gè)步進(jìn)電機(jī)、超聲波測(cè)距儀和音箱，其特征在于在防爆盒體內(nèi)安裝有電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器、雙端口 RAM、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，簡(jiǎn)稱FPGA)、以太網(wǎng)控制器、水炮控制器、故障檢測(cè)單片機(jī)、聲卡和蜂鳴器，防爆盒體上設(shè)有故障指示燈，音頻輸出接口、消防水炮信號(hào)接口、 網(wǎng)卡接口和電源開(kāi)關(guān)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)與數(shù)字信號(hào)處理器互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)雙端口 RAM與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列與聲卡連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列還與以太網(wǎng)控制器互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列與故障檢測(cè)單片機(jī)連接，蜂鳴器連接在故障檢測(cè)單片機(jī)上；所述的消防水炮固定在墻壁上，可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)位于防爆盒體的前端；可見(jiàn)光 CCD攝像機(jī)、超聲波測(cè)距儀與數(shù)字信號(hào)處理器相連，消防水炮通過(guò)消防水炮信號(hào)接口與水炮控制器相連，音箱通過(guò)音頻輸出接口與聲卡相連，故障指示燈與故障檢測(cè)單片機(jī)連接，以太網(wǎng)控制器通過(guò)網(wǎng)卡接口與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)終端與中央控制平臺(tái)信息的交互。本實(shí)用新型的其它一些特點(diǎn)是所述的超聲波測(cè)距儀上連接有2個(gè)步進(jìn)電機(jī)，2個(gè)步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)相連，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)間接控制超聲波測(cè)距儀指向火源的底部。所述的故障檢測(cè)單片機(jī)、故障指示燈與蜂鳴器組成故障檢測(cè)器。所述的防爆盒體由第一底座固定在墻壁上，使防爆盒體與墻壁保持80°夾角。所述的音箱固定在防爆盒體的上表面后方。所述的超聲波測(cè)距儀、消防水炮以及可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)平行放置。所述的故障檢測(cè)單片機(jī)通過(guò)I/O 口與數(shù)字信號(hào)處理器以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列相連。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)、故障檢測(cè)單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、 蜂鳴器、水炮控制器和以太網(wǎng)控制器都集成在一個(gè)8層的電路板上，該電路板固定在防爆盒體內(nèi)。所述的防爆盒體為鋼制材料制成。本實(shí)用新型的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，具有在準(zhǔn)確探測(cè)火災(zāi)的同時(shí)，方便的實(shí)現(xiàn)空間坐標(biāo)定位與疏導(dǎo)人員的功能。

圖1 (A)和圖1 (B)是本實(shí)用新型的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置的防爆盒體外觀示意圖，其中，圖I(A)是消防聯(lián)動(dòng)裝置的防爆盒體正面圖，圖I(B)是防爆盒體的背面圖；圖2是防爆盒體內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)方框圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別表示1、防爆盒體，2、消防水炮，3、可見(jiàn)光C⑶攝像機(jī)，4、故障指示燈，5、第一步進(jìn)電機(jī)，6、第二步進(jìn)電機(jī)，7、超聲波測(cè)距儀，8、音箱，9、音頻輸出接口，10、消防水炮信號(hào)接口，11、網(wǎng)卡接口(RJ45接口)，12、電源開(kāi)關(guān)，13、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，14、 雙端口 RAM，15、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，16、以太網(wǎng)控制器，17、故障檢測(cè)單片機(jī)，18、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)，19、水炮控制器，20、聲卡，21、大功率蜂鳴器。22、第一底座，23、第二底座。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)施例給出的一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置， 包括防爆盒體1、消防水炮2、可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)3、第一步進(jìn)電機(jī)5、第二步進(jìn)電機(jī)6、超聲波測(cè)距儀7和音箱8。在防爆盒體1內(nèi)安裝有電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18、數(shù)字信號(hào)處理器13(以下簡(jiǎn)稱DSP)、 雙端口 RAM(14)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列15 (以下簡(jiǎn)稱FPGA)、以太網(wǎng)控制器16、水炮控制器19、 故障檢測(cè)單片機(jī)17、聲卡20和蜂鳴器21，防爆盒體1上設(shè)有故障指示燈4，音頻輸出接口 9、消防水炮信號(hào)接口 10、網(wǎng)卡接口 11和電源開(kāi)關(guān)12;電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18與DSP (13)互聯(lián)，DSP (13)通過(guò)雙端口 RAM (14)與FPGA (15)相連，F(xiàn)PGA(15)與聲卡20連接，F(xiàn)PGA(15)還和以太網(wǎng)控制器16互聯(lián)，DSP (13)和FPGA(15) 與故障檢測(cè)單片機(jī)17連接，蜂鳴器21連接在故障檢測(cè)單片機(jī)17上；消防水炮2固定在墻壁上，可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)3位于防爆盒體1的前端，可見(jiàn)光 CCD攝像機(jī)3、超聲波測(cè)距儀7與DSP (13)相連，消防水炮2通過(guò)消防水炮信號(hào)接口 10與水炮控制器19相連，音箱8通過(guò)音頻輸出接口 9與聲卡20相連，故障指示燈4與故障檢測(cè)單片機(jī)17連接，以太網(wǎng)控制器16通過(guò)網(wǎng)卡接口 11與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)終端與中央控制平臺(tái)信息的交互。在本實(shí)施例中，防爆盒體1為鋼制材料制成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18、故障檢測(cè)單片機(jī) 17、DSP(13)、FPGA(15)、大功率蜂鳴器21、水炮控制器19和以太網(wǎng)控制器16都集成在一個(gè) 8層的電路板上，該電路板固定在防爆盒體1內(nèi)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1 (A)，安裝時(shí)，防爆盒體1由第一底座22固定在墻壁上，使防爆盒體1與墻壁保持80°夾角，音箱8固定在防爆盒體1的上表面后方，超聲波測(cè)距儀7由第二底座23支撐，第二底座23由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)控制，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18(見(jiàn)圖2)的通信連線以及超聲波測(cè)距儀7與DSP(13)(見(jiàn)圖2)的通信連線都是通過(guò)防爆盒體1上表面的鉆孔進(jìn)入防爆盒體1內(nèi)部，超聲波測(cè)距儀7、消防水炮2以及可見(jiàn)光 CCD攝像機(jī)3平行放置。另外在防爆盒體1前端也安裝了故障指示燈4，當(dāng)該可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，故障指示燈4就會(huì)一直閃爍，直到故障排除。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1 (B)，本實(shí)施例在防爆盒體1的后方設(shè)置電源開(kāi)關(guān)12、網(wǎng)卡接口 11 (本實(shí)施例采用RJ45接口，下同)、消防水炮信號(hào)接口 10、音頻輸出接口 9。RJ45接口 11 與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)終端與中央控制平臺(tái)信息的交互。消防水炮信號(hào)接口 10與消防水炮2相連，用于控制消防水炮2的開(kāi)啟與轉(zhuǎn)動(dòng)。音頻輸出接口 9與音箱8相連，用于在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，播報(bào)疏導(dǎo)人群的語(yǔ)音信號(hào)。本實(shí)施例的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置的工作過(guò)程如下參閱圖2，可見(jiàn)光CXD攝像機(jī)3采集的視頻信號(hào)送入DSP(U)，DSP (13)將火源坐標(biāo)的下邊界值送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18，然后電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)18通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)控制超聲波測(cè)距儀7指向火源的底部，最終，DSP (13)開(kāi)啟已經(jīng)轉(zhuǎn)向到位的超聲波測(cè)距儀7，接著超聲波測(cè)距儀7將獲取的火源深度信息反饋給DSP(13)。DSP(13)將火災(zāi)發(fā)生與否的開(kāi)關(guān)量信號(hào)、火源的平面坐標(biāo)信息、火源深度信息、視頻幀信息送入雙端口 RAM(14)，F(xiàn)PGA(15) 及時(shí)取出雙端口 RAM(14)中的數(shù)據(jù)包，然后將火源的平面坐標(biāo)信息與深度信息進(jìn)行綜合計(jì)算，得到火源空間坐標(biāo)信息，最后，F(xiàn)PGA(15)將火災(zāi)發(fā)生與否的開(kāi)關(guān)量信號(hào)、視頻幀信息以及火源空間坐標(biāo)信息通過(guò)以太網(wǎng)控制器16、RJ45接口 11送至局域網(wǎng)中的中央控制平臺(tái)。 當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由中央控制平臺(tái)先向FPGA(M)發(fā)送控制信號(hào)，接著FPGA(M)向水炮控制器19發(fā)送命令，然后經(jīng)過(guò)消防水炮信號(hào)接口 10啟動(dòng)高壓水泡2進(jìn)行自動(dòng)滅火。同時(shí)，中央控制平臺(tái)的工作人員通過(guò)觀察屏幕墻上的火災(zāi)情況，獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息，通過(guò)IP單播或IP組播技術(shù)，利用麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語(yǔ)音疏導(dǎo)功能，完成遠(yuǎn)程疏導(dǎo)人群的工作。首先將疏導(dǎo)人員的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送至FPGA(15)，F(xiàn)PGA(15)再對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行解壓縮，然后經(jīng)過(guò)聲卡20的D/A轉(zhuǎn)換，最終，由音頻輸出接口 9送入音箱8，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語(yǔ)音疏導(dǎo)功能。該區(qū)域人員就會(huì)根據(jù)每個(gè)音箱的提示信息，找到最安全的逃生路徑，達(dá)到能夠有效疏導(dǎo)人員的目的。故障檢測(cè)單片機(jī)17、故障指示燈4和大功率蜂鳴器21組成故障檢測(cè)器。故障檢測(cè)單片機(jī)17從FPGA(15)與DSP(13)中獲取標(biāo)志位信息，一旦有系統(tǒng)故障發(fā)生，故障指示燈4會(huì)處于閃爍狀態(tài)，大功率蜂鳴器21會(huì)發(fā)出故障告警聲。 本實(shí)施例的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，只需要一個(gè)DSP與一個(gè)可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，改變了利用雙攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)空間定位的方式且增加了遠(yuǎn)程語(yǔ)音疏導(dǎo)功能，其裝配工藝簡(jiǎn)單，降低了裝置的制作成本。
權(quán)利要求1.一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，包括防爆盒體(1)、消防水炮O)、 可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)C3)、2個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)、超聲波測(cè)距儀(7)和音箱(8)，其特征在于在防爆盒體(1)內(nèi)安裝有電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)(18)、數(shù)字信號(hào)處理器(13)、雙端口 RAM(14)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(15)、以太網(wǎng)控制器(16)、水炮控制器(19)、故障檢測(cè)單片機(jī)(17)、聲卡(20)和蜂鳴器(21)；防爆盒體(1)上設(shè)有故障指示燈G)，音頻輸出接口(9)、消防水炮信號(hào)接口(10)、網(wǎng)卡接口 (11)和電源開(kāi)關(guān)(12)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)(18)與數(shù)字信號(hào)處理器(1 互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器(1 通過(guò)雙端口 RAM(H)與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(15)相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(15)與聲卡Q0)連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(巧)還和以太網(wǎng)控制器(16)互聯(lián)，數(shù)字信號(hào)處理器(1 和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (15)與故障檢測(cè)單片機(jī)(17)連接，蜂鳴器連接在故障檢測(cè)單片機(jī)(17)上；所述的消防水炮( 固定在墻壁上，可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)C3)位于防爆盒體(1)的前端， 可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)(3)、超聲波測(cè)距儀(7)與數(shù)字信號(hào)處理器(1 相連，消防水炮(2)通過(guò)消防水炮信號(hào)接口(10)與水炮控制器(19)相連，音箱(8)通過(guò)音頻輸出接口(9)與聲卡00)相連，故障指示燈(4)與故障檢測(cè)單片機(jī)(17)連接，以太網(wǎng)控制器(16)通過(guò)網(wǎng)卡接口(11)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)終端與中央控制平臺(tái)信息的交互。
2.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的超聲波測(cè)距儀(7)上連接有2個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)，2個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5、6)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)(18)相連，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)(18)通過(guò)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(5，6)控制超聲波測(cè)距儀(7)指向火源的底部。
3.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的故障檢測(cè)單片機(jī)(17)、故障指示燈(4)與蜂鳴器(4)組成故障檢測(cè)器。
4.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的防爆盒體(1)由第一底座0 固定在墻壁上，防爆盒體(1)與墻壁保持80°夾角。
5.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的音箱(8)固定在防爆盒體(1)的上表面后方。
6.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的超聲波測(cè)距儀(7)、消防水炮O)以及可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)C3)平行放置。
7.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的電源開(kāi)關(guān)(12)設(shè)置在防爆盒體(1)的后方。
8.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的故障檢測(cè)單片機(jī)(17)通過(guò)I/O 口與數(shù)字信號(hào)處理器(13)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(15) 相連。
9.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)(18)、故障檢測(cè)單片機(jī)(17)、數(shù)字信號(hào)處理器(13)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (15)、蜂鳴器(21)、水炮控制器(19)和以太網(wǎng)控制器(16)都集成在一個(gè)8層的電路板上， 該電路板固定在防爆盒體(1)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述的防爆盒體(1)為鋼制材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可視火災(zāi)探測(cè)與人員疏導(dǎo)的消防聯(lián)動(dòng)裝置，包括防爆盒體、消防水炮、可見(jiàn)光CCD攝像機(jī)、超聲波測(cè)距儀和音箱，防爆盒體內(nèi)部集成了DSP、雙端口RAM、FPGA、以太網(wǎng)控制器、水炮控制器、故障檢測(cè)器、聲卡、RJ45接口、音頻輸出接口、消防水炮控制信號(hào)接口。利用超聲波測(cè)距儀和視頻圖像處理相結(jié)合的方式完成消防水炮自動(dòng)滅火，采用音頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語(yǔ)音疏導(dǎo)人員的功能，改變了利用雙攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)空間定位的方式且增加了遠(yuǎn)程語(yǔ)音疏導(dǎo)功能，其裝配工藝簡(jiǎn)單，降低了裝置的制作成本。
文檔編號(hào)A62C37/00GK202223800SQ20112037748
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者張國(guó)飛, 王慧琴 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)