[發明專利]基于物聯網的建筑物火災預警及火災態勢評估系統及方法

有效

• 申請號: 201710831354.4
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107564231B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張桂青;田晨璐;田崇翼;薛瑋;孫鴻昌;高修崇;馬國旗
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06;G08B17/10;G08B17/117;G08B31/00;G06N3/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于物聯網的建筑物火災預警及火災態勢評估系統及方法，本發明通過建筑物聯網采集建筑物中與火災發生有緊密聯系的環境信息、電氣信息，對所述采集信息進行特征提取并數據融合，對建筑物進行火災預警；本發明利用建筑物聯網系統采集建筑物信息，綜合來自多個傳感器的信息，采用數據融合方法進行數據分析，對建筑物火災情況進行準確、快速預警，通過多種信息的權重計算，有效過濾干擾信號，克服單個傳感器的不確定性和局限性，提高建筑物火災預警預報準確性并能夠有效對火情態勢開展評估。

技術領域

本發明涉及一種基于物聯網的建筑物火災預警及火災態勢評估系統及方法。

背景技術

隨著各類建筑的不斷發展，建筑規模越來越大，層次越來越高，建筑的標準也越來越高。火災探測器是系統的“感覺器官”，其作用是監視環境中有沒有火災的發生。一旦有了火情，就將火災的特征向量，如溫度、煙霧、氣體和輻射光強等轉換成電信號，并立即動作向火災報警控制器發送報警信號。

目前，普遍使用的火災探測器包括感煙探測器，感溫探測器，特殊氣體探測器、紅外火焰探測器和紫外火焰探測器等。上述火災探測器只是針對火災中同時出現的多種物理量中的一種進行探測，則不可避免地受到環境中某些相似因素的影響，從而導致誤報警。解決誤報警問題已成為提高火災探測準確性的關鍵所在。另一方面，現有火災報警方式缺乏對火情態勢的評估，難以判斷火情發展趨勢、危害程度(如發生火情的建筑物人員數量等情況)，不利于準確、快速的救援。事實上，火災發生過程涉及聲、光、電、溫度等多個物理信息變化，同時火災發生與家庭電氣參數(電流、電壓變化)等密切相關。

因此有效的收集、綜合多種火災相關信息，通過它們之間的協調和性能互補，通過多種信息的權重計算，有效過濾干擾信號，克服單個傳感器的不確定性和局限性，是提高建筑物火災預警預報以及火情態勢評估的關鍵。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于物聯網的建筑物火災預警及火災態勢評估系統及方法，本發明通過建筑物聯網采集建筑物中與火災發生有緊密聯系的環境信息、電氣信息，對所述采集信息進行特征提取并數據融合，對建筑物進行火災預警。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于物聯網的建筑物火災預警及火災態勢評估系統，包括智能插座、環境參數采集模塊、電氣參數采集模塊、物聯網節點和云服務器，其中：

所述智能插座具有若干個，設置于被監控區域不同位置，內置溫度傳感器檢測插座溫度，并將檢測的插座溫度發送至所述物聯網節點進行存儲；

所述電氣參數采集模塊，被配置為采集被監控區域的電氣設備的電流、功率、是否缺相和/或是否漏電的信息，并將采集的信息傳輸給物聯網節點進行存儲；

所述環境參數采集模塊，被配置為檢測被監控區域的環境溫度、光照、溫度、煙霧和CO₂濃度參數，并將采集的環境參數發送至物聯網節點進行存儲；

所述物聯網節點設置于被監控區域內，被配置為接收智能插座、環境參數采集模塊和電氣參數采集模塊的采集信息并存儲，將其傳輸給云服務器；

所述云服務器，被配置為建立火災預警模型，通過物聯網節點存儲的歷史記錄信息構建建筑物火災發生過程中的建筑物聯網采集的信息樣本，利用該樣本對構建的火災預警模型進行訓練，利用訓練后的模型對實時采集的數據進行火災預警，進行火災態勢評估，發送火災報警信號。

進一步的，所述的云服務器提供電氣火災預警系統的輸出和遠程用戶智能終端無線連接的接口。

進一步的，所述云服務器利用BP神經網絡構建火災預警模型，模型的輸入層單元數為六個火災特征信息作為目標，分別為煙霧濃度、CO₂濃度、環境溫度、智能插座溫度、電流和漏電流，輸出層單元數為三個，分別為無火災、有火災、不確定作為火災態勢的判斷，隱層單元數為11個。