[发明专利]一种多功能灾情分析消防应急灯系统

权利要求书

1.一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：包括振动传感器、烟雾传感器、红外传感器、温度传感器、光强传感器、压力传感器、安全警示灯、逃生指示灯、照明应急灯、STM32微处理器、USART无线通讯模块和主控制台；

安全警示灯、逃生指示灯和照明应急灯构成完整的消防应急灯，消防应急灯的背部内嵌STM32微处理器；安全警示灯、逃生指示灯、照明应急灯、USART无线通讯模块以及各感器作为STM32微处理器的外设直接与微处理器相连；STM32微处理器通过USART无线通讯模块与主控制台进行实时通信；

所述系统环境状态感知基于多种传感器，其中以振动传感器为最主要的感知器，以烟雾传感器、温度传感器、光强传感器、红外传感器和压力传感器辅助感知，其中振动传感器和温度传感器安装在消防应急灯内部，其余传感器安装在消防应急灯表层，为主控制台的灾害预测技术、多传感器信息融合技术、智能规划技术和辅助救援技术奠定信息基础；

所述灾害预测技术包括预测发生火灾、地震、建筑坍塌灾害的发生以及在灾害发生后，结合多种传感器信息实时确定灾害类型；

所述多传感器信息融合技术采用基于深度卷积神经网络的数据融合，在单个消防应急灯获取振动传感器、烟雾传感器、温度传感器、红外传感器、光强传感器和压力传感器的信号后，由STM32微处理器对传感器信号进行预处理操作，然后通过USART无线通信模块将信号打包发送至主控制台，由主控制台执行数据信息融合算法，生成融合特征，并根据融合特征，判断灾害是否发生，以及判定灾害的等级；

所述智能规划技术，以多传感器信息融合技术所得的结果为基础，综合考虑各路径的安全因素，评定每个消防应急灯所在位置的逃生代价，然后通过Dijkstra算法自主规划最佳逃生路径，并通过USART无线通讯模块由STM32微处理器实时向各消防应急灯发送控制指令，实时调整安全警示灯颜色，实时控制逃生指示灯；

所述辅助救援技术，即发生险情后被困人员无法自主逃生时，辅助救生人员迅速确定被困人员位置的技术。

2.根据权利要求1所述的一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：所述灾害预测技术依靠温度传感器、光强传感器、烟雾传感器确定火灾的发生与否，依靠振动传感器监测建筑物内部各区域的承载能力，检测地震的发生，在灾害发生时，配合压力传感器判断该区域内是否发生坍塌。

3.根据权利要求1所述的一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：所述智能规划技术，实时控制逃生指示灯，以绿色箭头标识逃生方向，协助逃生人员迅速安全地逃离灾害现场，避免人员在撤离过程中误入危险区域。

4.根据权利要求1所述的一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：所述辅助救援技术，主控制台通过分析振动传感器的数据，确定被困人员的逃生方向或者具体位置；逃生人员有节奏地踩踏消防应急灯以触发振动传感器以及压力传感器，视为逃生人员的求救信号。

5.根据权利要求1所述的一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：所述USART无线通讯模块是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，具有独立的高精度波特率发生器，支持5、6、7、8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据帧结构，支持多机通讯，实现灾害现场的消防应急灯与远程主控制台的数据传输。

6.根据权利要求1所述的一种多功能灾情分析消防应急灯系统，其特征在于：所述安全警示灯为高亮圆形LED灯组成，根据微处理器的实时信号在绿色和红色之间转变。