專利名稱：一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及建筑消防物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會和城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，城鎮(zhèn)人口密度不斷增加，高層和超高層建筑越來越多，建筑火災(zāi)時有發(fā)生。當火災(zāi)發(fā)生時，特別是高層或超高層火災(zāi)，常規(guī)消防車受噴水高度限制而完全無法發(fā)揮作用，即使是百米消防車也會因作業(yè)半徑限制而往往不能到達現(xiàn)場。解決高層建筑火災(zāi)最行之有效的途徑是依靠自身消防設(shè)施，如室內(nèi)消防栓、噴淋，消防水箱、滅火器、自救消防裝備等。室內(nèi)消防設(shè)施的完好程度直接關(guān)系滅火救援行動的成敗。目前，此類無源消防設(shè)施尚未像室內(nèi)帶電類的火災(zāi)探測設(shè)備一樣接入消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其運行是否完好，如消防水箱缺水、消防栓欠壓、消防水帶水槍移位或丟失、滅火器欠壓、移位、丟失、防火門狀態(tài)異常、消防通道堵塞、個人自救設(shè)備缺失等，無法實現(xiàn)實時監(jiān)測。此類消防設(shè)施的使用和監(jiān)管主要通過巡更人員定期檢查、檢修和記錄，該途徑主要存在以下幾個問題:
1.工作具有重復(fù)性，效率不高，造成人力資源嚴重浪費。同時由于監(jiān)管力度不夠，誤檢、漏檢現(xiàn)象時有發(fā)生；
2.巡更員僅對每種狀態(tài)登記在冊，沒有利用現(xiàn)有計算機技術(shù)，不便于事后的統(tǒng)計分析，維修檢查效率較低；
3.巡更檢查只能保證檢查時是否正常，巡更時段以外的變動不能被及時發(fā)現(xiàn)，狀態(tài)異常無法及時獲知并糾正；
4.消防設(shè)施是否過期無法及時獲知。如果能通過一種手段將無源類消防設(shè)施的狀態(tài)進行自動識別，并接入遠程監(jiān)控平臺，可避免人員巡更帶來的諸多隱患，還能節(jié)省資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于利用現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)計一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，著重解決對室內(nèi)消火栓水壓狀態(tài)、消防水帶和水槍在位情況、個人自救裝備在位情況、各類型滅火器當前壓力及在位情況、防火門的開關(guān)狀態(tài)等進行實時監(jiān)測的問題，該系統(tǒng)可有效克服常規(guī)的巡更檢查法帶來的人力資源浪費、誤檢、漏檢以及狀態(tài)變化無法及時獲取等弊端。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由若干狀態(tài)信息采集終端、信息傳輸裝置和監(jiān)控中心組成，其特征在于:所述的狀態(tài)信息采集終端包括加載普通RFID標簽、壓力檢測RFID標簽及門磁開關(guān)RFID標簽的消防設(shè)施及RFID讀寫器，RFID讀寫器通過RS485總線與信息傳輸裝置連接，信息傳輸裝置通過有線/無線與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)，所述的壓力檢測RFID標簽是在射頻主控芯片上加載壓力采集模塊；所述的門磁開關(guān)RFID標簽是在射頻主控芯片上加載開關(guān)量采集模塊。加載普通RFID標簽的消防設(shè)施包括個人自救設(shè)備、消防水槍、消防水帶、滅火器。加載壓力檢測RFID標簽的消防設(shè)施包括消防栓、滅火器。加載門磁開關(guān)RFID標簽的消防設(shè)施為防火門。所述的信息傳輸裝置包括主控制器、存儲模塊、485通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊，主控制器通過485通信模塊與狀態(tài)信息采集終端的RFID讀寫器連接，主控制器通過以太網(wǎng)通信模塊與監(jiān)控中心實現(xiàn)有線/無線數(shù)據(jù)傳輸。一種采用上述室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測消防設(shè)施狀態(tài)的方法，具體步驟如下:
O RFID讀寫器定時掃描同組同頻段的所有RFID標簽信息，RFID標簽在接收命令后按協(xié)議上傳其狀態(tài)信息，包括標簽ID、壓力值、開關(guān)狀態(tài)；
2)數(shù)據(jù)傳輸裝置采用查詢方式向RFID讀寫器發(fā)送查詢命令；接收命令后RFID讀寫器上傳其監(jiān)管范圍內(nèi)掃描到的所有標簽信息；
3)數(shù)據(jù)傳輸裝置將采集到的信息進行協(xié)議解析，并根據(jù)以下規(guī)則上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中
心；
a如果連續(xù)5次未能收到某一標簽信息，則認為該標簽離位，按協(xié)議上傳該標簽離位信 息。否則認為該標簽在原位。持續(xù)出現(xiàn)某種狀態(tài)時，僅上傳一次標簽信息； b當標簽狀態(tài)信息由離位變?yōu)樵谖粫r，傳輸裝置上傳當前標簽離位信息； c當標簽狀態(tài)信息由在位變?yōu)殡x位時，傳輸裝置上傳當前標簽在位信息； d當壓力檢測RFID標簽信息中壓力數(shù)值發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前壓力信息； e當門磁開關(guān)RFID標簽信息中開關(guān)量發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前開關(guān)量狀態(tài)信
息；
4)監(jiān)控中心接收存儲傳輸裝置上傳的信息，以圖形化方式標示消防設(shè)施的在位情況，水壓變化情況、防火門開關(guān)情況；
5)監(jiān)控中心對發(fā)現(xiàn)的異常情況，如消防設(shè)施離位、消防栓欠壓、防火門異常開關(guān)，及時給予報警提示。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果:本系統(tǒng)基于RFID射頻技術(shù)，針對無源類消防設(shè)施信息采集，采用常見的射頻芯片作為主控芯片，設(shè)計基于RFID射頻技術(shù)的有源標簽，在其最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴展加載壓力采集模塊和開關(guān)量采集模塊，具有采集水壓、滅火劑壓力信息和防火門開關(guān)狀態(tài)信息的功能，并可通過射頻方式與讀寫器通信。該標簽采用鋰電池供電，具有體積小、功耗低、平均工作時間長等特點。系統(tǒng)的狀態(tài)信息采集終端包括RFID標簽和讀寫器，普通RFID標簽與各類無源類消防設(shè)施捆綁，用于實時監(jiān)測其在位情況；具有壓力檢測功能的RFID標簽由三通連接件安裝于室內(nèi)消防栓或滅火器，用于實時采集壓力信息；具有門磁開關(guān)檢測的RFID標簽安裝于防火門，用于實時監(jiān)測防火門的開關(guān)狀態(tài)。信息傳輸裝置采用具有ARM Cortex-M3內(nèi)核的處理器LPC1769作為主控制器，在其最小系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴展485通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和以太網(wǎng)通信模塊。通過查詢/應(yīng)答方式獲取所連接的采集終端的數(shù)據(jù):包括消火栓壓力信息、滅火器壓力信息、防火門開關(guān)狀態(tài)信息及各種無源類消防設(shè)施的在位信息。采集的數(shù)據(jù)信息可保存到存儲模塊以便查詢分析，并可通過室內(nèi)WIFI網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)和同相電力線方式上傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心內(nèi)置監(jiān)控軟件，可以實時接收各信息傳輸裝置上傳的數(shù)據(jù)信息，并可通過圖形化方式實時顯示各消防設(shè)施的狀態(tài)變化情況。當發(fā)生異常狀況時給予提示或報警。所有數(shù)據(jù)被存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，便于查詢統(tǒng)計分析。當消防設(shè)施被移位并脫離采集裝置巡檢范圍時，采集裝置將無法通過狀態(tài)信息采集終端接收到該設(shè)施上RFID標簽的應(yīng)答數(shù)據(jù)，該狀態(tài)持續(xù)一定時間段后，系統(tǒng)認為標簽離位，消防設(shè)施丟失；同理，當檢測到的壓力信息超出閾值范圍時，認為壓力異常，監(jiān)測中心軟件會有報警提示信息；當被監(jiān)測消防設(shè)施超出設(shè)定的使用期限時，也會給予提示。具體可實現(xiàn)以下功能:
1.當消火栓內(nèi)水壓發(fā)生變化，并超出高壓或低于低壓閾值時，監(jiān)控中心可實時獲知并報警，提示發(fā)生超壓或漏水；
2.當滅火器內(nèi)壓低于設(shè)定閾值時，監(jiān)控中心可實時獲知并報警，提示該滅火器壓力狀態(tài)異常；
3.當消防水帶、水槍、個人自救裝備及滅火器等消防設(shè)施不在位時，監(jiān)控中心可實時獲知并報警，提示該設(shè)施已被挪用；
4.當常閉防火門打開或常開防火門關(guān)閉時，監(jiān)控中心可實時獲知并報警，提示防火門出現(xiàn)異常開關(guān)；
5.當被監(jiān)測的消防產(chǎn)品超出使用期限，監(jiān)控中心可發(fā)出提示信息，提醒及時更換過期設(shè)備。本發(fā)明創(chuàng)造充分利用已有的有線通信網(wǎng)絡(luò)、無線通信網(wǎng)絡(luò)或同相電力線進行與監(jiān)控中心的通信。具有網(wǎng)絡(luò)接入方式多樣、布線少、數(shù)據(jù)傳輸實時性強、穩(wěn)定性高等特點。該系統(tǒng)填補了無源類消防設(shè)施無法實現(xiàn)實時監(jiān)控的空白，具有低功耗特性，標簽電池使用壽命2-3年。


圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的系統(tǒng)框圖。圖2是圖1中信息傳輸裝置的框圖。
具體實施例方式一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由若干狀態(tài)信息采集終端、信息傳輸裝置I和監(jiān)控中心2組成，所述的狀態(tài)信息采集終端包括加載普通RFID標簽4、壓力檢測RFID標簽5及門磁開關(guān)RFID標簽6的消防設(shè)施及RFID讀寫器3，RFID讀寫器3通過485總線與信息傳輸裝置I連接，信息傳輸裝置I通過有線/無線與監(jiān)控中心2傳輸數(shù)據(jù)，壓力檢測RFID標簽5是在射頻主控芯片上加載壓力采集模塊；門磁開關(guān)RFID標簽6是在射頻主控芯片上加載開關(guān)量采集模塊。其中加載普通RFID標簽4的消防設(shè)施包括個人自救設(shè)備、消防水槍、消防水帶、滅火器。加載壓力檢測RFID標簽5的消防設(shè)施包括消防栓、滅火器。加載門磁開關(guān)RFID標簽6的消防設(shè)施為防火門。信息傳輸裝置I包括主控制器11、存儲模塊12、485通信模塊13、以太網(wǎng)通信模塊14，主控制器11通過485通信模塊13經(jīng)485總線與狀態(tài)信息采集終端的RFID讀寫器3連接，主控制器11通過以太網(wǎng)通信模塊14經(jīng)由RJ45、電力線和/或WIFI與監(jiān)控中心2實現(xiàn)有線/無線數(shù)據(jù)傳輸。一種采用上述室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測消防設(shè)施狀態(tài)的方法，具體步驟如下:
1)RFID讀寫器定時掃描同組同頻段的所有RFID標簽信息，RFID標簽在接收命令后按協(xié)議上傳其狀態(tài)信息，包括標簽ID、壓力值、開關(guān)狀態(tài)；
2)數(shù)據(jù)傳輸裝置采用查詢方式向RFID讀寫器發(fā)送查詢命令；接收命令后RFID讀寫器上傳其監(jiān)管范圍內(nèi)掃描到的所有標簽信息；
3)數(shù)據(jù)傳輸裝置將采集到的信息進行協(xié)議解析，并根據(jù)以下規(guī)則上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中
心；
a如果連續(xù)5次未能收到某一標簽信息，則認為該標簽離位，按協(xié)議上傳該標簽離位信 息。否則認為該標簽在原位。持續(xù)出現(xiàn)某種狀態(tài)時，僅上傳一次標簽信息； b當標簽狀態(tài)信息由離位變?yōu)樵谖粫r，傳輸裝置上傳當前標簽離位信息； c當標簽狀態(tài)信息由在位變?yōu)殡x位時，傳輸裝置上傳當前標簽在位信息； d當壓力檢測RFID標簽信息中壓力數(shù)值發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前壓力信息； e當門磁開關(guān)RFID標簽信息中開關(guān)量發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前開關(guān)量狀態(tài)信
息；
4)監(jiān)控中心接收存儲傳輸裝置上傳的信息，以圖形化方式標示消防設(shè)施的在位情況，水壓變化情況、防火門開關(guān)情況；
5)監(jiān)控中心對發(fā)現(xiàn)的異常情況，如消防設(shè)施離位、消防栓欠壓、防火門異常開關(guān)，及時給予報警提示。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，由若干狀態(tài)信息采集終端、信息傳輸裝置和監(jiān)控中心組成，其特征在于:所述的狀態(tài)信息采集終端包括加載普通RFID標簽、壓力檢測RFID標簽及門磁開關(guān)RFID標簽的消防設(shè)施及RFID讀寫器，RFID讀寫器通過RS485總線與信息傳輸裝置連接，信息傳輸裝置通過有線/無線與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)，所述的壓力檢測RFID標簽是在射頻主控芯片上加載壓力采集模塊；所述的門磁開關(guān)RFID標簽是在射頻主控芯片上加載開關(guān)量采集模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:加載普通RFID標簽的消防設(shè)施包括個人自救設(shè)備、消防水槍、消防水帶、滅火器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:加載壓力檢測RFID標簽的消防設(shè)施包括消防栓、滅火器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:加載門磁開關(guān)RFID標簽的消防設(shè)施為防火門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的信息傳輸裝置包括主控制器、存儲模塊、485通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊，主控制器通過485通信模塊與狀態(tài)信息采集終端的RFID讀寫器連接，主控制器通過以太網(wǎng)通信模塊與監(jiān)控中心實現(xiàn)有線/無線數(shù)據(jù)傳輸。
6.一種采用權(quán)利要求1所述室內(nèi)無源類消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測消防設(shè)施狀態(tài)的方法，具體步驟如下: 1)RFID讀寫器定時掃描同組同頻段的所有RFID標簽信息，RFID標簽在接收命令后按協(xié)議上傳其狀態(tài)信息，包括標簽ID、壓力值、開關(guān)狀態(tài)； 2)數(shù)據(jù)傳輸裝置采用查詢方式向RFID讀寫器發(fā)送查詢命令；RFID讀寫器接收命令并上傳其監(jiān)管范圍內(nèi)掃描到的所有標簽信息； 3)數(shù)據(jù)傳輸裝置將采集到的信息進行協(xié)議解析，并根據(jù)以下規(guī)則上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心； a如果連續(xù)5次未能收到某一標簽信息，則認為該標簽離位，按協(xié)議上傳該標簽離位信 息；否則認為該標簽在原位；持續(xù)出現(xiàn)某種狀態(tài)時，僅上傳一次標簽信息； b當標簽狀態(tài)信息由離位變?yōu)樵谖粫r，傳輸裝置上傳當前標簽離位信息； c當標簽狀態(tài)信息由在位變?yōu)殡x位時，傳輸裝置上傳當前標簽在位信息； d當壓力檢測RFID標簽信息中壓力數(shù)值發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前壓力信息； e當門磁開關(guān)RFID標簽信息中開關(guān)量發(fā)生變化時，傳輸裝置上傳當前開關(guān)量狀態(tài)信息； 4)監(jiān)控中心接收存儲傳輸裝置上傳的信息，以圖形化方式標示消防設(shè)施的在位情況、水壓變化情況、防火門開關(guān)情況； 5)監(jiān)控中心對發(fā)現(xiàn)的異常情況，如消防設(shè)施離位、消防栓欠壓、防火門異常開關(guān)，及時給予報警提示。
全文摘要
一種室內(nèi)無源消防設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，涉及建筑消防物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。系統(tǒng)由若干狀態(tài)信息采集終端、信息傳輸裝置和監(jiān)控中心組成，狀態(tài)信息采集終端包括加載普通RFID標簽、壓力檢測RFID標簽及門磁開關(guān)RFID標簽的消防設(shè)施及RFID讀寫器，RFID讀寫器通過RS485總線與信息傳輸裝置連接，信息傳輸裝置通過有線/無線與監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)充分利用已有的有線通信網(wǎng)絡(luò)、無線通信網(wǎng)絡(luò)或同相電力線進行與監(jiān)控中心的通信。具有網(wǎng)絡(luò)接入方式多樣、布線少、數(shù)據(jù)傳輸實時性強、穩(wěn)定性高等特點。該系統(tǒng)填補了無源類消防設(shè)施無法實現(xiàn)實時監(jiān)控的空白，具有低功耗特性，標簽電池使用壽命2-3年。
文檔編號A62C37/50GK103203087SQ201310121209
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者楊樹峰, 隋虎林, 王軍, 馬青波, 范玉峰, 張磊, 姜學赟, 杜陽, 劉濛 申請人:公安部沈陽消防研究所