[发明专利]基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于，包括监测前端、无线通讯模块、中控中心和多个执行终端；所述监测前端通过无线通讯模块与中控中心相连接，中控中心通过无线通讯模块与执行终端相连接；所述无线通讯模块与中控中心通过USB连接；

所述监测前端为多个探测器组成的并联数据采集节点，包括：单片机、探测器、蜂鸣器模块、电源模块、调压模块和LED显示模块，所述探测器与单片机直接连接；所述蜂鸣器模块由单片机通过I/O口直接输出信号控制；所述监测前端实时对现场环境进行采集、监测，当其中任一探测器采集、监测到的数值超过所设定的阈值时，由蜂鸣器发出报警；所述LED显示模块实时显示所监测到的环境信息；

所述无线通讯模块由LoRa无线通讯单元、LoRa监听模块、LoRa输出控制器模块、单片机和串行异步通信协议UART接口组成，是整个系统的桥梁，用于监测前端、中控中心和执行终端之间的通讯；所述LoRa监听模块与中控中心通过USB连接，用于自动监听监测前端采集到的事故节点信息；所述LoRa输出控制器模块与中控中心通过USB连接，将中控中心解析的数据通过无线通讯模块定点发送至执行终端；

所述中控中心内部包括嵌入式微处理器、内置程序、Web服务器、FTP服务器、数据库服务器，负责处理通过LoRa监听模块传送的事故节点信息，并将处理结果通过输出控制器发送给执行终端；

所述嵌入式微处理器进行中控中心与监测前端和执行终端间的数据处理，能够分析、处理监测前端中各探测器传送的信息，并将处理后的信息发送给各执行终端；

所述内置程序包括探测器数据接收程序、应急疏散决策优化程序和输出控制器程序，是整个系统的核心；所述探测器数据接收程序用于将LoRa监听模块监听到的事故节点信息进行编译，使得监测前端与中控中心联动，同时驱动中控中心发出声音报警；所述应急疏散决策优化程序，利用改进的自适应蚁群算法，基于疏散路径安全程度最高、疏散完成时间最短和拥堵程度最低多目标优化指标，实现满足全局优化的最优疏散方案；所述输出控制器程序负责将应急疏散决策优化程序所得最优疏散方案进行解析，并通过LoRa输出控制器模块将指令发送至执行终端；

所述多个执行终端为多个LED智能疏散指示标识，用于执行由中控中心通过无线通讯模块发来的指令；所述多个LED智能疏散指示标识与各自的LoRa无线通讯单元采用CLASS-C通讯模式，并组成星型网络结构。

2.根据权利要求1所述的基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于：所述探测器包括烟雾传感器和温度传感器；所述烟雾传感器为ZYMQ-2型烟雾传感器；所述温度传感器采用NTC热敏电阻传感器。

3.根据权利要求1所述的基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于，所述单片机为MSP430F419型号单片机，用于监控烟雾传感器和温度传感器采集到的信息，并与阈值进行比较，当超过阈值时控制蜂鸣器发声；同时，控制LED显示模块实时显示所监测到的环境信息。

4.根据权利要求1所述的基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于：所述LoRa无线通讯单元采用SX1301芯片和SX1278射频芯片。

5.根据权利要求1所述的基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于：所述LED智能疏散指示标识带有单片机系统、电源模块、视觉诱导模块、语音诱导模块和蜂鸣器；单片机系统内置LED显示驱动程序，控制视觉诱导模块实现动态变化的指示方向诱导；单片机系统还控制语音诱导模块读取存储单元对应的音频，通过蜂鸣器实现语音播报诱导。

6.根据权利要求5所述的基于应急疏散决策优化与智能诱导的集成控制系统，其特征在于，所述视觉诱导模块选用多块相同的绿色共阳LED点阵拼接而成。