一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統，包括在建筑樓宇頂部安裝的消防天窗、市電太陽能電源轉換單元、傳感器節點網絡單元、智能終端單元和消防監控中心。所述市電太陽能電源轉換單元包括分別與城市電網和太陽能電池板相連的蓄電池組，所述蓄電池組在市電斷供時通過逆變器和互投裝置對用戶負載供電；所述城市電網還直接通過互投裝置對所述用戶負載供電；本發明所述的控制系統可以及時的進行煙霧報警并自動開啟火災煙霧系統，適用于公共場所的建筑消防；針對現有消防系統的缺陷，提出利用物聯網技術和太陽能作為備用電源，大大的方便了消防管理。
【專利說明】—種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統及其應用，屬于消防排煙結構設計的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在起火現場，會有很多煙塵，造成火災中人員傷亡的主要原因是煙霧中的有毒氣體，統計結果表明火災中因吸入有毒氣體引起的死亡遠遠高于其它傷害引起的死亡，火災中85%以上的死亡者是由于煙霧的影響所致，其中大部分是吸入了煙塵及有毒氣體昏迷而致死的。2000年洛陽“12.25”特大火災造成重大人員傷亡事故，據事后調查發現火災現場死亡的309人全部都是因吸入有毒煙氣中毒窒息而死的。
[0003]在公共建筑人口密集區一般設有消防排煙系統，但是目前一般都不能及時知道火災現場的實時信息，不能在短時間內及時打開消防排煙系統的天窗進行煙霧排放，使得事故區域內被困人員吸入了煙塵及有毒氣體，延誤了人員逃生的時間。另外，現在一般是采用市電供電，但是當火災嚴重時，市電就會斷電，消防系統就不能啟動，增加了安全隱患。
[0004]隨著清潔能源的不斷推廣應用，采用清潔能源替換市電及時遠程監控開啟消防事故樓宇內的消防器材及設備成為人員自救求生的關鍵。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統，所述系統針對現有消防排煙技術的缺陷，提供一個既能快速及時的知道火災情況，又能在市電斷電的情況下使用太陽能進行自給供電的方案，使其安全性能大大提高。
[0006]本發明還提供了一種上述系統在樓宇消防中的工作方法。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統，包括在建筑樓宇頂部安裝的消防天窗、市電太陽能電源轉換單元、傳感器節點網絡單元、智能終端單元和消防監控中心；
[0009]所述市電太陽能電源轉換單元包括分別與城市電網和太陽能電池板相連的蓄電池組，所述蓄電池組在市電斷供時通過逆變器和互投裝置對用戶負載供電；所述城市電網還直接通過互投裝置對所述用戶負載供電；
[0010]所述消防監控中心分別對所述蓄電池組和互投裝置進行遠程控制:當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電；當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電；
[0011]所述傳感器節點網絡單元包括分布安裝在建筑樓宇中的多個煙霧傳感器和與所述每個煙霧傳感器相連的Zigbee通信模塊，所述zigbee通信模塊具有預設編號，當所述煙霧傳感器感應到煙霧時，通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號；
[0012]所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置；
[0013]所述智能終端單元包括安裝在建筑樓宇內的噴淋設備、報警設備及應急照明設備；所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備分別通過所述互投裝置供電，所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備開啟或關閉受控于所述消防監控中心；
[0014]所述消防天窗通過所述互投裝置供電，所述消防天窗開啟或關閉受控于所述消防監控中心。
[0015]一種上述系統在樓宇消防中的工作方法，包括步驟如下:
[0016](I)所述建筑樓宇內煙霧傳感器實時感應環境內有無火情煙霧；
[0017](2)當所述建筑樓宇內煙霧傳感器感應到環境內有火情煙霧時，所述煙霧傳感器通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號；
[0018]所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置；
[0019](3)所述消防監控中心控制該失火位置處的噴淋設備、照明設備和報警設備開啟；所述消防監控中心控制所述消防天窗開啟；
[0020](4)所述消防監控中心實時通過有線網絡監控建筑樓宇中的市電供應:
[0021 ] 當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電；
[0022]當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電。
[0023]根據本發明優選的，所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗分別通過CAN現場總線與所述消防監控中心的監控主機相連。
[0024]根據本發明優選的，在步驟(2)中，所述煙霧傳感器感應到火情信息時，所述煙霧傳感器通過各自的ZigBee通信模塊進行組網，將編號信號直接傳輸到所述數據讀寫器進行通信，最后數據讀寫器間通過跳轉傳輸將所述編號信號傳送到消防監控中心。
[0025]根據本發明優選的，所述的數據讀寫器為多個，分別與所述監控主機組成系統高層:每個數據讀寫器要同時對應多個zigbee通信模塊進行通信。
[0026]本發明的優勢在于:
[0027]本發明所述的控制系統可以及時的進行煙霧報警并自動開啟火災煙霧系統，適用于公共場所的建筑消防；針對現有消防系統的缺陷，提出利用物聯網技術和太陽能作為備用電源，大大的方便了消防管理。既可以對消防產品進行各類信息的實時管理和控制，又可以在火災市電斷開時，及時的給消防系統提供電源，以便消防系統能夠正常工作，確保人員安全逃生。
[0028]當有火情發生時，控制中心獲得相應電子標簽位置信息控制所有位置照明系統供電照明，報警系統發聲報警，通知人員撤離火場。并聯動控制天窗排煙系統啟動相應編號的天窗開啟或關閉電動液壓系統，噴淋系統區域相應及周邊位置編號噴淋頭噴水滅火，防止火情擴散。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明的整體結構框圖；
[0030]圖2是本發明中RFID網絡結構示意圖；
[0031]圖3是本發明中，所述傳感器節點網絡的結構圖；
[0032]圖4是市電和太陽能電源的切換框圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體的實施例對本發明做詳細的說明，但不限于此。
[0034]如圖1-4所示。
[0035]實施例1、
[0036]一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統，包括在建筑樓宇頂部安裝的消防天窗、市電太陽能電源轉換單元、傳感器節點網絡單元、智能終端單元和消防監控中心；
[0037]所述市電太陽能電源轉換單元包括分別與城市電網和太陽能電池板相連的蓄電池組，所述蓄電池組在市電斷供時通過逆變器和互投裝置對用戶負載供電；所述城市電網還直接通過互投裝置對所述用戶負載供電；
[0038]所述消防監控中心分別對所述蓄電池組和互投裝置進行遠程控制:當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電；當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電；
[0039]所述傳感器節點網絡單元包括分布安裝在建筑樓宇中的多個煙霧傳感器和與所述每個煙霧傳感器相連的zigbee通信模塊，所述zigbee通信模塊具有預設編號，當所述煙霧傳感器感應到煙霧時，通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號；
[0040]所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置；
[0041]所述智能終端單元包括安裝在建筑樓宇內的噴淋設備、報警設備及應急照明設備；所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備分別通過所述互投裝置供電，所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備開啟或關閉受控于所述消防監控中心；[0042]所述消防天窗通過所述互投裝置供電，所述消防天窗開啟或關閉受控于所述消防監控中心。
[0043]實施例2、
[0044]一種如實施例1所述系統在樓宇消防中的工作方法，包括步驟如下:
[0045](2)所述建筑樓宇內煙霧傳感器實時感應環境內有無火情煙霧；
[0046](2)當所述建筑樓宇內煙霧傳感器感應到環境內有火情煙霧時，所述煙霧傳感器通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號；
[0047]所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置；
[0048](3)所述消防監控中心控制該失火位置處的噴淋設備、照明設備和報警設備開啟；所述消防監控中心控制所述消防天窗開啟；
[0049](4)所述消防監控中心實時通過有線網絡監控建筑樓宇中的市電供應:
[0050]當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電；
[0051]當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電。
[0052]所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗分別通過CAN現場總線與所述消防監控中心的監控主機相連。
[0053]在步驟(2)中，所述煙霧傳感器感應到火情信息時，所述煙霧傳感器通過各自的ZigBee通信模塊進行組網，將編號信號直接傳輸到所述數據讀寫器進行通信，最后數據讀寫器間通過跳轉傳輸將所述編號信號傳送到消防監控中心。
[0054]所述的數據讀寫器為多個，分別與所述監控主機組成系統高層:每個數據讀寫器要同時對應多個zigbee通信模塊進行通信。
【權利要求】
1.一種基于太陽能電源和物聯網技術的消防天窗控制系統，其特征在于，該系統包括在建筑樓宇頂部安裝的消防天窗、市電太陽能電源轉換單元、傳感器節點網絡單元、智能終端單元和消防監控中心； 所述市電太陽能電源轉換單元包括分別與城市電網和太陽能電池板相連的蓄電池組，所述蓄電池組在市電斷供時通過逆變器和互投裝置對用戶負載供電；所述城市電網還直接通過互投裝置對所述用戶負載供電； 所述消防監控中心分別對所述蓄電池組和互投裝置進行遠程控制:當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電；當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電； 所述傳感器節點網絡單元包括分布安裝在建筑樓宇中的多個煙霧傳感器和與所述每個煙霧傳感器相連的Zigbee通信模塊，所述zigbee通信模塊具有預設編號，當所述煙霧傳感器感應到煙霧時，通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號； 所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置； 所述智能終端單元包括安裝在建筑樓宇內的噴淋設備、報警設備及應急照明設備；所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備分別通過所述互投裝置供電，所述噴淋設備、報警設備及應急照明設備開啟 或關閉受控于所述消防監控中心； 所述消防天窗通過所述互投裝置供電，所述消防天窗開啟或關閉受控于所述消防監控中心。
2.一種如權利要求1所述的控制系統在樓宇消防中的工作方法，包括步驟如下: (1)所述建筑樓宇內煙霧傳感器實時感應環境內有無火情煙霧； (2)當所述建筑樓宇內煙霧傳感器感應到環境內有火情煙霧時，所述煙霧傳感器通過zigbee通信模塊向消防監控中心發出編號信號； 所述消防監控中心包括監控主機，在所述監控主機上通過標準接口連接有數據讀寫器，用于接收zigbee通信模塊發出的編號信號；在所述監控主機內預設編寫入每個煙霧傳感器的地理位置及對應zigbee通信模塊的編號，當所述數據讀寫器接收zigbee通信模塊發出的編號信號時，所述消防監控中心將編號自動轉換為預設的地理位置信息，以獲取建筑樓宇中具體失火出煙位置； (3)所述消防監控中心控制該失火位置處的噴淋設備、照明設備和報警設備開啟；所述消防監控中心控制所述消防天窗開啟； (4)所述消防監控中心實時通過有線網絡監控建筑樓宇中的市電供應: 當市電供應時，所述消防監控中心控制市電和太陽能電池板分別對蓄電池組進行充電，且消防監控中心控制互投裝置選擇城市電網對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電； 當市電斷供時，所述消防監控中心控制蓄電池組放電，且控制互投裝置選擇蓄電池組通過逆變器、互投裝置直接對用戶負載供電，同時也對所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗供電。
3.根據權利要求2所述的工作方法，其特征在于，所述噴淋設備、照明設備、報警設備和消防天窗分別通過CAN現場總線與所述消防監控中心的監控主機相連。
4.根據權利要求2所述的工作方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述煙霧傳感器感應到火情信息時，所述煙霧傳感器通過各自的ZigBee通信模塊進行組網，將編號信號直接傳輸到所述數據讀寫器進行通信，最后數據讀寫器間通過跳轉傳輸將所述編號信號傳送到消防監控中心。
5.根據權利要求2所述的工作方法，其特征在于，所述的數據讀寫器為多個，分別與所述監控主機組成系統高層:每 個數據讀寫器要同時對應多個zigbee通信模塊進行通信。
【文檔編號】G05B19/418GK104035405SQ201410239958
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】王卿璞, 魯海瑞 申請人:山東大學