[发明专利]一种智能评估预防火灾的消防应急灯系统

说明书

本发明公开了一种智能评估预防火灾的消防应急灯系统，该系统包括消防应急灯、云端服务器和消防机器人。消防应急灯包括LED灯珠、消防应急箱以及灯罩后面的电路板，电路板上包括微处理器、温度传感器、烟雾传感器、氧气浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、电源管理模块、通信模块以及音频输出模块。其中微处理器与各类传感器、音频输出模块以及通信模块连接；电源管理模块与市电、微处理器和LED照明灯珠连接；消防应急箱部署在应急灯下方；消防机器人部署在所在场所的消防栓旁。本发明可以快速把火势扼杀，防止造成严重的经济损失和人员伤亡；在火势较小的情况下，无需或只需较少的人员即可完成灭火。

技术领域

本发明涉及环境感知、数据融合、路径规划、边缘计算、云边协同等技术领域，具体涉及一种智能评估预防火灾的消防应急灯系统。

背景技术

在当代社会，各类重大火灾触目惊心，造成了巨大的人员与经济损失。消防应急灯作为在火灾发生时指示人员逃生的应急辅助设备，起着重要的作用。但是目前市面上的消防应急灯功能单一、结构简单，不能够很好地预防火灾和高效地将人员安全疏散。如今，物联网技术和传感器技术已经发展成熟，一款可以监测周围环境、评估当前环境火灾等级并做出决策的智能消防应急灯已经可以成为现实。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种智能评估预防火灾的消防应急灯系统，是一种具备环境变量监测、信息融合感知、火情等级评估及决策、边缘计算、能够与消防机器人协同的消防应急灯系统，该消防应急灯实时监测环境中的变量，评估当前环境的火灾等级，将这些信息都上传至云端服务器；当某处发生火灾时，云端服务器根据各个边缘端消防灯的火灾等级以及决策对消防机器人下发命令，能够及时防止火势的蔓延；当发生重大火灾时，云端服务器会通知火警，并且指定最优逃生路线，发送到app端，以最大程度的减少人员和经济损失。

本发明的技术方案为：一种智能评估预防火灾的消防应急灯系统，该系统包括消防应急灯、云端服务器和消防机器人。消防应急灯包括LED灯珠、消防应急箱以及灯罩后面的电路板，所述电路板上包括微处理器、温度传感器、烟雾传感器、氧气浓度传感器、一氧化碳浓度传感器、电源管理模块、通信模块以及音频输出模块。其中微处理器与各类传感器、LED灯珠、音频输出模块以及通信模块连接；电源管理模块与市电、微处理器和LED照明灯珠连接；消防应急箱部署在消防应急灯下方；消防机器人部署在所在场所的消防栓旁。

该系统中，消防应急灯作为边缘节点，监测周围环境的各项指标，对当前环境的火灾等级进行评估，并通过通信模块发送到云端服务器，以供服务器做决策；当消防机器人进行灭火时，消防应急灯的位置为消防机器人提供了定位；当发生严重火灾时，云端服务器根据各个消防应急灯的位置以及周围的环境进行最优逃生路径的计算。

该消防应急灯系统的微处理器选用ARM Cotex-M4系列芯片，主控芯片上搭载FreeRTOS实时操作系统，将读取每个传感器的值、计算火灾危险等级和与通信模块互相通信都设定为独立的任务，实时操作系统通过调度不同的任务，使得微处理器同时处理多项任务。

该消防应急灯系统的传感器都采用了模块化设计，只在电路板上留下了相对应的引脚，便于之后的维修与更换。

微处理器读取各个传感器的数值，通过ER信息融合算法来评估火灾的风险等级。

在该消防应急灯系统中的火灾评估的指标体系中，上层广义属性是火灾危险等级，下层有4个基本属性分别是：温度、氧气浓度、烟雾浓度和一氧化碳浓度。火灾危险评估等级分为五个级别，分别为“正常、引起注意、预警、危险、高度危险”。根据现场情况，建立起一套对应的评估规则，把各个传感器得到的数值作为输入，通过ER信息融合算法即可得到各个火灾危险评估等级的信任度和整个评估系统的不确定度，可得到消防应急灯周围环境的火灾等级。

所述通信模块采用ESP8266模块，微处理器将得到的传感器数值以及计算得到的火灾等级评估数值发送给ESP8266模块，ESP8266通过MQTT协议将数值传输至云端服务器。