[发明专利]一种多功能灾情分析消防应急灯系统

说明书

本发明公开了一种多功能灾情分析消防应急灯系统，包括有振动传感器、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、微处理器、无线通讯模块、主控制台等。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微处理器。安全警示灯、逃生指示灯、照明应急灯、无线通讯模块以及振动传感器等各种传感器作为微处理器的外设直接与微处理器相连。微处理器通过无线通讯模块与主控制台进行实时通信。本发明增强了传统消防应急灯的智能化程度，从多方面提高复杂综合建筑体的消防安全，进而达到降低人员伤亡和财产损失的目的。

技术领域

本发明涉及环境感知、灾害预测、多传感器融合以及智能规划等技术领域，具体涉及一种多功能灾情分析消防应急灯系统。

背景技术

随着我国社会经济的迅猛发展与城市化进程的加快，大型城市综合体建筑越来越多，随之而来的消防安全管理问题不容忽视。消防应急灯被广泛应用于宾馆、酒店、医院、商场、写字楼、学校、体育馆、电影院、机场、候车室、室内步行街、城市交通隧道等建筑结构复杂的场所。而目前，主流的消防应急灯只能起到照明与指示消防通道方向的作用，无法应对灾难发生导致应急通道无法通行的状况。同时，现阶段，我国高层建筑结构形式大多以钢筋混凝土结构为主，但混凝土结构抗裂性差、承载力有限、施工复杂。因此如何准确的预测灾难的发生、识别正在发生的灾难种类、建筑各区域在灾难发生过程中的实时承载能力，如何帮助受困人员快速到达安全位置、协助救援人员精准救援，成为消防应急系统亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种多功能灾情分析消防应急灯系统，旨在增强传统消防应急灯的智能化程度。

本发明采用的技术方案如下：

多功能灾情分析消防应急灯系统包括有振动传感器、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、主控制台等。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无线通讯模块以及振动传感器等各种传感器作为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无线通讯模块与同样连接USART无线通讯模块的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，这些传感器均为STM32微处理器的外设，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、建筑坍塌等灾害的发生以及在灾难发生后，结合多种传感器信息实时确定灾害类型。依靠温度传感器、光强传感器、烟雾传感器等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，在火灾等其他灾害发生，配合压力传感器判断该区域内是否发生坍塌。

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、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，以及判定火灾、地震等灾害的等级。

所述智能规划技术，需要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，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。