[發(fā)明專利]基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210040098.4
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102624426A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪君;劉子謙;栗華;劉其鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H05B37/03
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

1.一種基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)包括與控制中心連接的基于電力線通信的電力載波集中器(1)以及至少一個(gè)基于電力線通信的電力載波采集器(3)，其中，電力載波采集器(3)通過電力線(2)及其通信協(xié)議組網(wǎng)，并與電力載波集中器(1)建立通信；所述電力載波采集器(3)與消防照明設(shè)備連接。

2.如權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述電力載波采集器(3)包括單片機(jī)(8)、電力載波通訊模塊I(9)、狀態(tài)監(jiān)控模塊(7)、電源模塊I(10)；其中單片機(jī)(8)與電力載波通訊模塊I(9)使用SPI接口連接，狀態(tài)監(jiān)控模塊(7)與單片機(jī)(8)I/O引腳連接；電源模塊I(10)分別與電力載波通訊模塊I(9)和狀態(tài)監(jiān)控模塊(7)相連，所述狀態(tài)監(jiān)控模塊(7)包含電池電量檢測電路。

3.如權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述電力載波集中器(1)包括與S3C2440處理器(11)分別連接的電力載波通訊模塊II(16)、視頻模塊(14)、USB接口(13)、存儲裝置(15)、硬盤接口(12)；另外設(shè)有的電源模塊II(17)分別與S3C2440處理器(11)、電力載波通信模塊II(16)、存儲裝置(15)、USB接口(13)、視頻模塊(14)相連。

4.如權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述消防照明設(shè)備包括應(yīng)急燈(4)或應(yīng)急通道指示燈(5)或火災(zāi)報(bào)警器(6)。

5.如權(quán)利要求2所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述單片機(jī)(8)為ATmega16。

6.如權(quán)利要求3所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述電力載波通信模塊I(9)、電力載波通信模塊II(16)為電力載波芯片MI200E載波芯片，所述MI200E載波芯片使用直序擴(kuò)頻調(diào)制方式，通信速率1.6Kbps；所述S3C2440處理器(11)操作系統(tǒng)采用linux操作系統(tǒng)，圖形用戶界面采用QT?GUI，電力載波芯片MI200E采用linux驅(qū)動程序。

7.如權(quán)利要求1所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述步驟：

步驟1)上電自檢；

步驟2)自檢通過后，電力載波采集器(3)加入電力載波網(wǎng)絡(luò)；

步驟3)分別反復(fù)對消防照明設(shè)備電池電壓，設(shè)備電路關(guān)鍵位置故障以及火災(zāi)報(bào)警信號進(jìn)行監(jiān)測判斷；發(fā)現(xiàn)問題，將狀態(tài)發(fā)送至電力載波集中器(1)；

電力載波采集器(3)采集消防照明設(shè)備電池電壓，還采集設(shè)備電路關(guān)鍵位置故障以及火災(zāi)報(bào)警信號狀態(tài)信息，每隔20秒向電力載波集中器發(fā)送采集信息；

步驟4)電力載波集中器(1)接收端對發(fā)送來的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，當(dāng)電池電壓低于額定工作電壓95％的閾值時(shí)；電力載波采集器(3)發(fā)送電池故障數(shù)據(jù)包到電力載波集中器(1)，否則轉(zhuǎn)步驟3)；若消防照明設(shè)備電路關(guān)鍵位置有故障，則顯示故障，若有火災(zāi)報(bào)警則計(jì)算最佳逃生路線發(fā)送控制信號。

8.如權(quán)利要求7所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述步驟4具體步驟為：

1)上電自檢；

2)建立電力載波網(wǎng)絡(luò)；

3)接收電力載波采集器(3)數(shù)據(jù)，并定時(shí)顯示；

4)判斷是否收到消防照明設(shè)備故障數(shù)據(jù)包，若是，轉(zhuǎn)步驟6)，否則，轉(zhuǎn)步驟3)；

5)判斷是否收到火災(zāi)報(bào)警數(shù)據(jù)包，若是，轉(zhuǎn)步驟7)，否則，轉(zhuǎn)步驟3)；

6)顯示故障設(shè)備，供用戶查詢；

7)計(jì)算最佳逃生路線并發(fā)送控制信號。

9.如權(quán)利要求7或8所述的基于電力線通信的消防照明智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述計(jì)算最佳逃生路線采用標(biāo)準(zhǔn)蟻群算法，包括以下步驟

1)初始化火災(zāi)報(bào)警器(6)節(jié)點(diǎn)拓?fù)渚W(wǎng)：導(dǎo)入火災(zāi)報(bào)警器(6)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，包括相鄰火災(zāi)報(bào)警器路徑和距離，監(jiān)測火災(zāi)報(bào)警器傳輸來的信息，若有火警信息，將處于火災(zāi)狀態(tài)的火災(zāi)報(bào)警器實(shí)際位置加入禁忌表；

2)設(shè)置螞蟻數(shù)量、迭代次數(shù)和初始信息素：在每個(gè)火災(zāi)報(bào)警器(6)位置放置M個(gè)人工螞蟻，設(shè)置迭代次數(shù)N，M和N視建筑物規(guī)模而定，本實(shí)施例設(shè)置M＝20，N＝50；初始信息素設(shè)置為τ_ij(k)＝1/|A|，|A|為路徑總數(shù)；i為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；j為下一節(jié)點(diǎn)，τ_ij(k)是每條路經(jīng)信息素濃度；初始化信息素，每條路徑濃度相同

3)設(shè)置螞蟻序號k＝0，所走路線長度k_len＝0；

4)k＝k+1并選擇序號為k的螞蟻；

5)判斷螞蟻k是否達(dá)到安全出口，若是，轉(zhuǎn)步驟10)，否則，轉(zhuǎn)步驟6)；

6)按公式(1)選擇下一節(jié)點(diǎn)

Pij=τij(k-1)Σl∈Tτil(k-1),j∈T0,j∉T---(1)]]>

其中P_ij為i到j(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，即螞蟻選擇下一節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率；τ_ij(k)信息素濃度高的地方轉(zhuǎn)移概率就會大，T為與i相鄰的所有節(jié)點(diǎn)的集合；l是求和的宗量，區(qū)間是l∈TT不為空集，至少要有一個(gè)火災(zāi)報(bào)警器即1個(gè)節(jié)點(diǎn)。

7)判斷是否選擇成功，若是，轉(zhuǎn)步驟8)，否則，轉(zhuǎn)步驟9)；

8)將選擇的新節(jié)點(diǎn)加入禁忌表，累加長度，并轉(zhuǎn)步驟5)

9)螞蟻返回起點(diǎn)，放棄該條路徑；

10)判斷所有螞蟻是否都到達(dá)安全出口，若是，轉(zhuǎn)步驟11)，否則，轉(zhuǎn)步驟4)；

11)設(shè)置len_local為當(dāng)前迭代所得到的最短路徑；

12)判斷l(xiāng)en_local＜len_global，若是，轉(zhuǎn)步驟13)，否則，轉(zhuǎn)步驟3)；

13)設(shè)置全局最優(yōu)路徑len_global＝len_local，按公式(1)更新信息素；

其中ρ為揮發(fā)因子，0≤ρ≤1；|W|為最優(yōu)路徑總長；

14)判斷是否達(dá)到迭代次數(shù)，若是，轉(zhuǎn)步驟15)，否則，轉(zhuǎn)步驟3)；

15)將計(jì)算的逃生路線發(fā)送給電力載波采集器(3)，啟動通道指示燈工作，指示逃生路線。