基于AIoT的餐廚灶臺火災智能預警防控方法及系統與流程

本技術涉及消防安全智慧預警與自動防控，特別是涉及一種基于aiot（人工智能物聯網）的餐廚灶臺火災智能預警防控方法及系統。

背景技術：

1、餐飲后廚普遍使用商用燃氣灶具或大功率電爐灶進行煎、炒、烹、炸等涉油操作，而這些商用爐灶大都沒有油溫自控功能，在動火烹飪特別是熱油或油炸食品過程中，如果廚師控溫不當極易引發油溫過高自燃起火危險；由于一些廚師的安全意識淡薄和麻痹大意，一些餐飲后廚時常發生灶臺動火離人現象，如動火爐灶長時間無人照管，很容易引發灶臺油鍋自燃、燒干鍋起火或爐灶意外熄火引發燃氣泄露事故，已成為各餐飲服務場所一個不容忽視的消防安全隱患。近年來，已發生諸多起因廚師操作不當或動火離人引發的火災事故案件，輕則燒損整個廚房或餐館，嚴重的還造成了重大的財產損失和人員傷亡，教訓十分深刻。

2、現有餐飲后廚灶臺火災自動預警防控技術，主要有餐廚動火離人報警系統和廚房灶臺自動滅火裝置。

3、現有餐廚動火離人報警系統，一般包括動火檢測模塊、人體探測器、油溫監測與報警器、聯動控制模塊、網絡攝像機和報警控制器，可在達到設定的動火離人時間或離人灶臺油溫閾值時自動報警并切斷后廚氣源/爐灶電源，但還存在以下問題：

4、動火檢判方法不合理且存在一定的誤判、漏檢現象：通過檢測廚房排油煙機啟/停狀態的方法，并不能準確檢測爐灶的實際動火狀態，存在一定的誤判幾率；通過檢測用電爐灶電源通/斷狀態的方法，并不適用于非用電爐灶，存在漏檢現象；通過檢測動火灶臺區域溫度圖譜變化的方法，存在一定的判斷延遲問題，且灶臺升/降溫較慢時存在一定的誤判現象。

5、人體存在探測方法不適用且誤判幾率較高：現有技術普遍采用紅外、微波、超聲波一種或多種技術結合的人體探測器，此類人體探測器的探測靈敏度較低，且判斷準確性易受廚房各種環境因素影響和干擾，對后廚動火區域人體存在的誤判幾率較高。

6、無法對后廚動火操作重點監控區域的人員值守狀態進行定界精準監測，存在一定的安全隱患：現有技術應用的幾種人體探測器無法標定人體檢測區域界定范圍，無法實現對后廚動火操作重點監控區域是否有人員值守的精準監測，只要在其探測區域范圍內檢測到人體活動信號即判斷為有人，實際上廚房有人而動火灶臺離人，也極易引發油鍋起火危險，此種場景下的灶臺火災事故屢有發生。

7、無法實現對后廚不同烹飪區域動火離人的分區監控，缺乏一定的適用性與實用性：現有技術只能設置一個防區及一個較短的動火離人預警延時與一個報警時間，無法對處于同一后廚動火操作間內的炒菜區、蒸煮區、煲湯區進行分區監控與分區計時預報警。

8、灶臺油溫檢測方法不經濟且精確度較低：現有技術對灶臺油溫的測量，主要有采用單點紅外溫度傳感器、陣列紅外溫度傳感器和熱成像攝像頭的方法。單點式紅外溫度傳感器一套裝置只能檢測一個灶眼，單點式與陣列式紅外溫度傳感器的均需另配備溫度顯示與報警裝置，熱成像攝像頭價格昂貴，以致以上三種方式的設備成本都較高；單點式紅外溫度傳感器只有一個測量點，陣列式溫度傳感器和熱成像攝像頭均有一定的視場角和有效距離，其測量精確度均易受安裝位置、距離影響。

9、動火離人報警聯動控制方式不合理：現有技術在達到動火離人報警時間時即自動報警聯動切斷后廚的氣源/爐灶電源，而實際上，灶臺短時間動火離人并不一定會引發灶臺火災，而動火離人一報警即自動切斷后廚的氣源/爐灶電源，可能會影響廚房的正常烹飪，用戶體驗感較差。

10、動火離人報警與離人灶臺油溫報警邏輯處理不合理：現有技術在觸發動火離人預警后至報警前會一直持續預警狀態，即使灶臺油溫達到報警閾值也不能立即切斷后廚氣源/爐灶電源，仍存有灶臺油鍋起火的風險。

11、網絡攝像機的功能比較單一：現有技術中的網絡攝像機只能起到視頻在線監控與視頻聯動報警的作用，不支持ai人形智能偵測識別與ai火災識別功能；

12、此外，現有技術中的終端設備較多且功能單一，其報警控制器與前端所有設備均需通過有線連接，安裝調試麻煩、施工成本較高。

13、現有廚房灶臺自動滅火裝置，在灶臺上方設置感溫片、噴頭和機械聯動裝置，在控制箱內設有驅動氣瓶、滅火劑瓶、機械驅動或電控驅動裝置，當灶臺發生火災并將感溫片熔斷時，可自動聯動撲滅灶臺火源。此種裝置為防止燃氣灶空燒及廚師在正常烹飪（特別是爆炒）過程產生的明火觸發誤動作，一般將設置于灶臺上方的感溫片安裝位置距離灶臺較高，在灶臺油鍋起火燃燒后，鍋內明火需將感溫片熔斷后才能通過聯動裝置啟動氮氣瓶驅動滅火劑實施噴灑滅火，一般情況下需要10秒左右的時間，如感溫片處油垢過多，可能需要更長的時間，而灶臺起火燃燒后，瞬間的高溫可能在感溫片未熔斷前即已引燃集煙罩內附著的油垢繼而引發煙道火災，因后廚排煙管道均為多彎道型，即使在灶臺自動滅火裝置啟動后也并不能保證有效撲滅煙道內火焰，而煙道火災目前尚無有效的快速撲救技術手段。因而，此種灶臺自動滅火裝置存在一定的自動滅火動作延遲而延誤火災撲救的風險。

14、綜上所述，現有后廚動火離人報警系統的誤判、誤報率較高，且存在一定的漏檢、漏報風險；現有廚房灶臺自動滅火裝置普遍存在自動啟動時間較長、并不能在灶臺發生火災的第一時間迅速有效撲救的缺陷，故現有技術對灶臺火災的主動預防與自動撲救并未得以較好地解決。

15、因此，有必要針對餐飲后廚動火離人報警系統現有技術存在的問題與不足加以解決，進一步提升此系統的技術先進性與適用性、性能穩定性與可靠性，以有效預防灶臺火災事故的發生；并有必要在此系統中增加灶臺火災自動識別與自動聯動廚房灶臺自動滅火裝置的功能，以防止在灶臺意外發生火災時廚房灶臺自動滅火裝置自動啟動動作延遲而延誤火災撲救的風險。

技術實現思路

1、本技術的目的是提供一種基于aiot的餐廚灶臺火災智能預警防控方法及系統，能有效預防后廚因動火離人、灶臺油溫過高引發灶臺火災事故，并能在灶臺突發火災后自動快速聯動灶臺自動滅火裝置進行滅火的多功能集成化系統，全面提升餐廚灶臺火災預警防控系統的技術性能與技術水平，全面提高對餐廚灶臺火災預警與防控的智能化、自動化水平。

2、為實現上述目的，本技術提供了如下方案：第一方面，本技術提供了一種基于aiot的餐廚灶臺火災智能預警防控方法，包括：獲取所有被控爐灶的動火狀態檢判結果，并獲取各個動火烹飪區域的動火狀態檢判結果。所述動火烹飪區域的類型包括炒菜區、蒸煮區和煲湯區。所述被控爐灶的類型包括鼓風式燃氣灶、直燃式燃氣灶、電磁灶和電熱灶。

3、獲取監控周界內的人體存在檢判結果。所述監控周界為所有動火烹飪區域的動火操作區域。

4、獲取所有油溫監測爐灶的灶臺油溫監測數據。所述油溫監測爐灶為所有動火烹飪區域內涉油操作的敞開式鍋具灶臺。

5、獲取所有灶臺的火災特征檢測結果。所述火災特征包括煙霧特征和火焰特征。

6、基于智能預/報警與智能聯動控制邏輯及優先處理機制，進行智能預/報警與智能聯動控制聯合防控。

7、所述智能預/報警與智能聯動控制聯合防控包括：

8、基于各個動火烹飪區域的動火狀態檢判結果以及所述監控周界內的人體存在檢判結果，確定動火離人預/報警時間閾值，自動進行動火離人智能語音聲光預/報警。所述動火離人報警包括現場報警與監管平臺報警。

9、基于所有油溫監測爐灶的灶臺油溫監測數據與預設灶臺油溫預/報警閾值，以及所述監控周界內的人體存在檢判結果，自動進行有人灶臺油溫聲光報警、離人灶臺油溫語音聲光預/報警以及離人灶臺油溫報警聯動控制。所述離人灶臺油溫報警包括現場報警與監管平臺報警。所述離人灶臺油溫報警聯動控制包括聯動切斷后廚的燃氣緊急切斷閥及動火爐灶電源。

10、基于所有灶臺的火災特征檢測結果，以及所述監控周界內的人體存在檢判結果，自動進行有人灶臺火災語音聲光報警、離人灶臺火災語音聲光報警以及離人灶臺火災報警聯動控制。所述有人與離人灶臺火災報警包括現場報警與監管平臺報警。所述離人灶臺火災報警聯動控制包括自動聯動啟動廚房灶臺自動滅火裝置和緊急排煙系統，同時聯動切斷后廚的燃氣緊急切斷閥和所有動火爐灶電源。

11、第二方面，本技術提供了一種基于aiot的餐廚灶臺火災智能預警防控系統，包括：通信傳輸網絡和監管平臺及執行基于aiot的餐廚灶臺火災智能預警防控方法的餐廚灶臺火災智能預警防控設備。

12、所述通信傳輸網絡包括所述餐廚灶臺火災智能預警防控設備之間的通信方式及所述餐廚房灶臺火災智能預警防控設備與所述監管平臺傳輸網絡。

13、所述餐廚灶臺火災智能預警防控設備，包括：餐廚灶臺火災智能預警防控主機、爐灶動火檢測裝置、灶臺油溫在線測量裝置、ai智能攝像頭、報警聯動控制裝置和廚房灶臺自動滅火裝置。

14、所述餐廚灶臺火災智能預警防控主機通過有線/無線通信方式與所述爐灶動火檢測裝置、所述灶臺油溫在線測量裝置、所述ai智能攝像頭和所述報警聯動控制裝置連接。所述報警聯動控制裝置與所述后廚的燃氣緊急切斷閥、用電爐灶空開及廚房灶臺自動滅火裝置、廚房強排煙系統的聯動控制端口有線連接。所述餐廚灶臺火災智能預警防控主機通過通過有線/無線傳輸網絡與所述系統監管平臺連接。

15、所述爐灶動火檢測裝置用于在線檢測與判斷監控后廚各種爐灶的動火-關火狀態。

16、所述灶臺油溫在線測量用于在線測量監控各種敞開式灶臺鍋內的最高實時溫度與本地聲光報警。

17、所述ai智能攝像頭，用于在線識別與判斷監控周界內的有人-離人動態，在線識別與判斷后廚灶臺是否發生火災，并用于現場視頻監控。

18、所述報警聯動控制裝置，用于在離人灶臺油溫達到報警閾值時，自動聯動切斷后廚燃氣緊急切斷閥的氣源供給和動火爐灶的空開電源。并用于在監控周界內無人狀態下意外突發灶臺火災時，自動聯動啟動廚房灶臺自動滅火裝置進行快速滅火和廚房強排風系統進行排煙，并自動聯動切斷后廚燃氣緊急切斷閥的氣源供給和動火爐灶的空開電源。

19、所述餐廚灶臺火災智能預警防控主機，用于各種監測監控數據的自動采集與智能分析處理及自動語音聲光預報警，向所述報警聯動控制裝置發送報警聯動控制信號，并通過所述傳輸網絡向所述監管平臺傳輸各種監測數據、監控視頻與報警信息。

20、所述廚房灶臺自動滅火裝置，用于自動撲滅灶臺火災。

21、所述通信網絡用于設備端之間的數據交互通信傳輸。所述傳輸網絡，用于設備端與平臺端的各種監測數據、監控視頻與報警信息上報的網絡傳輸。

22、所述系統監管平臺，用于各聯網單位后廚灶臺火災智能預警防控設備運行與監控數據的遠程在線監管與灶臺火災預/報警的接警處置。所述灶臺火災預警為動火離人報警與離人灶臺油溫報警。

23、根據本技術提供的具體實施例，本技術公開了以下技術效果：

24、本技術提供了一種基于aiot的餐廚灶臺火災智能預警防控方法及系統，不僅能有效預防后廚因動火離人、灶臺油溫過高引發灶臺火災事故的風險，并能在灶臺意外突發火災后自動快速聯動灶臺自動滅火裝置進行滅火，其系統技術方法先進、科學合理，智能化與自動化水平高，性能穩定與可靠性強、適用性與實用性強，可廣泛應用于各種餐飲服務場所的后廚灶臺火災智能預警與自動防控。

25、本技術提供的餐廚灶臺火災智能預警防控方法，可根據所獲取后廚各種爐灶的動火狀態、動火操作區域定界監控范圍內的有人/離人狀態、重點監控灶臺實時油溫以及灶臺火災判斷結果，自動執行動火離人預/報警、有人/離人灶臺油溫預/報警、有人/離人灶臺火災報警程序并智能確定報警聯動控制方式，其對灶臺火災的預/報警與防控方法更為科學、合理與適用，安全防控可靠性更高；本技術對后廚動火操作重點監控周界的劃分方法，可實現對后廚動火操作重點監控區域的人員值守狀態進行定界精準監測，克服并有效解決了現有技術無法對檢測范圍周界進行標定分劃、無法實現對動火操作重點監控區域是否動火離人的精準防控的問題與不足，克服并有效解決了現有技術只要檢測到廚房有人而動火灶臺離人不會觸發報警的安全隱患問題；本技術對不同烹飪區域進行分區監控以及動火離人分區計時智能預報警的方法，更適用于后廚不同動火烹飪區域的應用實際與安全防控需求，動火離人預報警方法更為優化、合理，適用性與實用性更強，克服并有效解決了現有技術無法根據不同動火烹飪區域設置不同動火離人時間、產品適用性與實用性差和用戶體驗性差的問題與不足；本技術對后廚各種爐灶動火狀態檢判方法，對后廚各種爐灶的動火狀態檢測與判斷更為快速、準確，克服并有效解決了現有技術對各種爐灶覆蓋爐灶類型不全面、檢判方式不合理、檢測判斷延遲以及存在一定的漏檢、誤判現象的問題與不足；本技術對后廚動火監控周界內人體存在動態的ai智能識別與判斷方法，對后廚動火監控周界內是否有人值守的檢測與判斷更為快速、準確，克服并有效解決了現有技術對人體的探測靈敏度低、易受廚房環境因素干擾主影響、誤判幾率較高以及存在一定的漏報風險的問題與不足；本技術對后廚灶臺油溫的在線測量方法，其檢測覆蓋范圍大、測量精確度高、產品成本低，克服并有效解決了現有技術對灶臺油溫的檢測覆蓋范圍小、測量精確度差以及設備成本高的問題與不足；本技術對后廚的動火離人智能預警防控方法，更為優化合理，克服并有效解決了現有技術方法中動火離人一達到報警時間即自動切斷后廚的氣源/爐灶電源，報警聯動控制方式不合理、用戶體驗感較差的問題與不足；本技術對后廚灶臺油溫的智能預警防控方法，更為優化合理，不僅可有效預防廚師操作時控溫不當或部分離人灶臺油溫過高引發油鍋自燃的安全隱患，還可有效防止在動火監控周界內無人的情況下油鍋自燃引發火災的風險；本技術對動火離人與離人灶臺油溫智能預報警的優先級處理邏輯，更為優化合理，對灶臺火災防控的安全系數更高，克服并有效解決了現有技術方法中的此兩種預報警邏輯處理不合理、仍存在一定灶臺油鍋起火風險的問題與不足；本技術對灶臺火災的ai智能識別與判斷、灶臺火災報警及聯動灶臺自動滅火裝置的方法，可自動智能識別與判斷后廚灶臺是否發生火災，當無人灶臺意外突發火災時，可自動聯動啟動廚房灶臺自動滅火裝置進行自動滅火，并自動聯動切斷后廚氣源并聯動啟動后廚強排風系統，克服并有效解決了現有技術中的廚房灶臺自動滅火裝置存在一定的自動滅火動作延遲而延誤火災撲救的風險。

26、本技術提供的餐廚灶臺火災智能預警防控系統，其終端設備智能化、集成度高，技術先進、性能穩定可靠，通信方式靈活，安裝調試簡單、快捷，克服并有效解決了現有技術的終端設備種類多、功能單一、集成度低，技術相對落后、穩定可靠性差、設備安裝調試復雜、施工成本高的問題。