本發(fā)明屬于消防物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及濃度采集方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前的煙感探測(cè)器主要分為離子式感煙探測(cè)器、光電式煙感火災(zāi)探測(cè)器、線型光束感煙探測(cè)器等三類。離子式感煙探測(cè)器是由兩個(gè)內(nèi)含am241放射源的串聯(lián)室、場(chǎng)效應(yīng)管及開(kāi)關(guān)電路組成的，通過(guò)測(cè)量空氣中的正負(fù)電荷的平衡來(lái)測(cè)量煙霧濃度變化；光電式煙感火災(zāi)探測(cè)器是目前火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中主要使用的探測(cè)器類型，其利用煙霧顆粒對(duì)光的散射特征，通過(guò)測(cè)量散射光的強(qiáng)度間接感知煙霧濃度的變化；線型光束感煙探測(cè)器通常由紅外發(fā)光器和收光器配組成，利用煙減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量米判定煙霧濃度。當(dāng)煙霧探測(cè)器檢測(cè)到煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)發(fā)出火警報(bào)警信號(hào)。

現(xiàn)有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)只能自動(dòng)巡檢煙感設(shè)備是否在線，而沒(méi)有采集煙感探測(cè)器中傳感器采集量或煙霧濃度的變化，從而無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)這些煙感設(shè)備是否能正常工作，測(cè)量是否準(zhǔn)確，影響火災(zāi)判斷精度，從而導(dǎo)致漏報(bào)或誤報(bào)的發(fā)生；由于沒(méi)有采集詳細(xì)的傳感器測(cè)量值，無(wú)法了解火災(zāi)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，也就無(wú)法制定合理的救援方案進(jìn)行施救，影響火災(zāi)救援效率。

因此，如何克服上述缺陷，提供一種基于消防物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度采集方法，在實(shí)時(shí)采集煙感探測(cè)器的傳感器數(shù)值的同時(shí)，降低傳輸能量的消耗，通過(guò)還原煙霧濃度變化曲線感知火災(zāi)的發(fā)生，掌握火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，成為本領(lǐng)域亟待解決的當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及濃度采集方法，不僅構(gòu)建了煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集聯(lián)網(wǎng)單位樓宇內(nèi)的煙霧濃度變化，從而感知火災(zāi)的發(fā)生，掌握火災(zāi)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，而且還提供一種低能耗傳輸控制方法，降低煙霧采集過(guò)程中的傳輸帶寬和能耗，控制傳輸時(shí)延。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括煙霧傳感器組、數(shù)據(jù)采集裝置、消防監(jiān)控中心以及用戶手機(jī)app，所述煙霧傳感器組與所述數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，所述用戶手機(jī)app與所述消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接；

煙霧傳感器組與數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；

數(shù)據(jù)采集裝置與消防監(jiān)控中心連接，用于將采集到的煙霧濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)较辣O(jiān)控中心并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

消防監(jiān)控中心與用戶手機(jī)app連接，用于將傳感器故障報(bào)警、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息發(fā)送至用戶手機(jī)app，為用戶判斷處理提供依據(jù)。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括攝像頭，所述攝像頭與消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，用于采集聯(lián)網(wǎng)單位內(nèi)視頻圖像信息。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述煙霧傳感器組包括離子式煙感傳感器、光電煙感傳感器、線型煙感傳感器。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述離子式煙感傳感器、光電煙感傳感器、線型煙感傳感器均包括測(cè)量單元、控制單元、傳輸單元，測(cè)量單元負(fù)責(zé)采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；控制單元負(fù)責(zé)控制采集到的物理量的傳輸，包括發(fā)送的時(shí)延間隔、數(shù)量、數(shù)據(jù)量壓縮等控制；傳輸單元根據(jù)控制單元發(fā)出的指令傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括協(xié)議轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，協(xié)議轉(zhuǎn)換單元具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，將煙感傳感器的消息轉(zhuǎn)化為消防監(jiān)控中心可識(shí)別的統(tǒng)一格式；數(shù)據(jù)傳輸單元用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述消防監(jiān)控中心包括消防數(shù)據(jù)中心模塊、大數(shù)據(jù)分析模塊以及信息推送模塊，消防數(shù)據(jù)中心模塊用于存儲(chǔ)采集的聯(lián)網(wǎng)單位的煙感傳感器數(shù)據(jù)和視頻圖像信息；大數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)煙感濃度變化進(jìn)行分析，得到關(guān)于煙感傳感器故障、火災(zāi)隱患、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等分析數(shù)據(jù)；信息推送模塊將分析數(shù)據(jù)推送到用戶手機(jī)app上。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述用戶手機(jī)app包括聯(lián)網(wǎng)單位app、消防部門app和維保公司app，聯(lián)網(wǎng)單位app用于接收本單位的傳感器故障報(bào)警、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息；消防部門app用于查看其管轄范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)高危排名、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息；維保公司app用于接收其維保的聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)等信息。

一種采用上述基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)濃度采集的方法，包括如下步驟：

步驟1：煙霧傳感器組采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；

步驟2：根據(jù)各個(gè)煙感傳感器的煙霧濃度報(bào)警閾值，確定煙感傳感器物理量測(cè)量值的傳輸數(shù)量；

步驟3：根據(jù)傳輸時(shí)延限制需求，進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)包的融合操作；

步驟4：與周圍煙感傳感器協(xié)同向數(shù)據(jù)采集裝置傳輸數(shù)據(jù)包。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括步驟5：檢測(cè)數(shù)據(jù)包是否傳輸成功，若丟包則進(jìn)行重傳。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟4中，采用按需使用信道的方式，當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)與鄰居節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)方式來(lái)訪問(wèn)共享的無(wú)線信道。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明采用物聯(lián)網(wǎng)的“感、知、傳、用”技術(shù)，構(gòu)建煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，煙霧傳感器組實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位樓宇內(nèi)煙霧濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，攝像頭通過(guò)ineternet或wifi連接消防監(jiān)控中心，采集聯(lián)網(wǎng)單位內(nèi)視頻圖像信息，以便消防監(jiān)控中心利用光線散射對(duì)視頻圖像的增強(qiáng)作用和光線被吸收對(duì)視頻圖像的衰減作用，來(lái)分析檢測(cè)煙霧濃度，驗(yàn)證其他煙感傳感器的煙霧濃度測(cè)量值的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)采集裝置通過(guò)gprs無(wú)線傳輸將煙感傳感器測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式并上傳到消防監(jiān)控中心；消防監(jiān)控中心分析各個(gè)煙感傳感器的測(cè)量值和視頻圖像信息，還原每個(gè)煙感傳感器的煙霧濃度變化，分析火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧濃度變化情況，尋找煙霧濃度變化與火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)之間的關(guān)系，從而更好的預(yù)防火災(zāi)，提高滅火救援效率。

(2)本發(fā)明通過(guò)將用戶手機(jī)app設(shè)置為聯(lián)網(wǎng)單位app、消防主管app、維保公司app，聯(lián)網(wǎng)單位app可接收本單位的傳感器故障報(bào)警、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息，以便聯(lián)網(wǎng)單位排查故障，加強(qiáng)火災(zāi)防控水平，提高滅火救援效率，而消防部門app可查看其管轄范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)高危排名、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息，以便加強(qiáng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位的監(jiān)控，減輕消防大隊(duì)接處警的負(fù)擔(dān)，另外，維保公司app可接收其維保的聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)等信息，從而及時(shí)維修聯(lián)網(wǎng)單位的設(shè)備故障，保證消防設(shè)施的完好率。

(3)本發(fā)明通過(guò)包傳輸控制、數(shù)據(jù)融合、協(xié)同傳輸?shù)燃夹g(shù)，減少傳輸數(shù)據(jù)量，提高有效的數(shù)據(jù)傳輸率，避免數(shù)據(jù)包傳輸沖突，從而降低煙霧采集過(guò)程中的傳輸帶寬和能耗，控制傳輸時(shí)延。

(4)本發(fā)明在傳輸數(shù)據(jù)包的時(shí)候，利用協(xié)同設(shè)計(jì)的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整退避時(shí)間，采用按需使用信道的方式，當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)與鄰居節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)方式來(lái)訪問(wèn)共享的無(wú)線信道，并根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)設(shè)置退避時(shí)間的取值范圍，適當(dāng)?shù)耐吮軙r(shí)間設(shè)置既可以減少發(fā)送數(shù)據(jù)的碰撞次數(shù)而又不至于盲目等待，減少數(shù)據(jù)包在mac層的排隊(duì)時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖；

圖2為本發(fā)明的煙霧濃度采集方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例：

如圖1所示，本實(shí)施例所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括煙霧傳感器組、數(shù)據(jù)采集裝置、消防監(jiān)控中心以及用戶手機(jī)app，煙霧傳感器組與所述數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，用于采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；數(shù)據(jù)采集裝置與消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，用于將采集到的煙霧濃度數(shù)據(jù)傳輸?shù)较辣O(jiān)控中心并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用戶手機(jī)app與消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接；用于將傳感器故障報(bào)警、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息發(fā)送至用戶手機(jī)app，為用戶判斷處理提供依據(jù)。

另外，還包括攝像頭，攝像頭與消防監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，用于采集聯(lián)網(wǎng)單位內(nèi)視頻圖像信息，以便消防監(jiān)控中心利用光線散射對(duì)視頻圖像的增強(qiáng)作用和光線被吸收對(duì)視頻圖像的衰減作用，來(lái)分析檢測(cè)煙霧濃度，驗(yàn)證其他煙感傳感器的煙霧濃度測(cè)量值的準(zhǔn)確性。

本實(shí)施例的煙霧傳感器組優(yōu)選包括離子式煙感傳感器、光電煙感傳感器、線型煙感傳感器，該三類煙感傳感器不同于傳統(tǒng)的煙感探測(cè)器，除了在煙霧濃度超過(guò)一定閾值發(fā)出報(bào)警外，該傳感器還會(huì)上傳所述物理量的測(cè)量值到消防監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位樓宇內(nèi)煙霧濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

另外，本實(shí)施例中，離子式煙感傳感器、光電煙感傳感器、線型煙感傳感器均包括測(cè)量單元、控制單元、傳輸單元，測(cè)量單元負(fù)責(zé)采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；控制單元負(fù)責(zé)控制采集到的物理量的傳輸，包括發(fā)送的時(shí)延間隔、數(shù)量、數(shù)據(jù)量壓縮等控制；傳輸單元根據(jù)控制單元發(fā)出的指令傳輸數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集裝置包括協(xié)議轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，協(xié)議轉(zhuǎn)換單元具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，將煙感傳感器的消息轉(zhuǎn)化為消防監(jiān)控中心可識(shí)別的統(tǒng)一格式；數(shù)據(jù)傳輸單元用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

本實(shí)施例的消防監(jiān)控中心包括消防數(shù)據(jù)中心模塊、大數(shù)據(jù)分析模塊以及信息推送模塊，消防數(shù)據(jù)中心模塊用于存儲(chǔ)采集的聯(lián)網(wǎng)單位的煙感傳感器數(shù)據(jù)和視頻圖像信息；大數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)煙感濃度變化進(jìn)行分析，得到關(guān)于煙感傳感器故障、火災(zāi)隱患、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等分析數(shù)據(jù)；信息推送模塊將分析數(shù)據(jù)推送到用戶手機(jī)app上，具體地，用戶手機(jī)app包括聯(lián)網(wǎng)單位app、消防部門app和維保公司app，聯(lián)網(wǎng)單位app可接收本單位的傳感器故障報(bào)警、火災(zāi)預(yù)警、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息，以便聯(lián)網(wǎng)單位排查故障，加強(qiáng)火災(zāi)防控水平，提高滅火救援效率；消防部門app可查看其管轄范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)高危排名、火災(zāi)態(tài)勢(shì)等信息，以便加強(qiáng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位的監(jiān)控，減輕消防大隊(duì)接處警的負(fù)擔(dān)；維保公司app可接收其維保的聯(lián)網(wǎng)單位的煙感故障、火災(zāi)等信息，從而及時(shí)維修聯(lián)網(wǎng)單位的設(shè)備故障，保證消防設(shè)施的完好率。

本煙霧濃度遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的工作原理為：煙霧傳感器組(包括離子式煙感傳感器、光電煙感傳感器、線型煙感傳感器)測(cè)量與煙霧濃度相關(guān)的物理量，除了在煙霧濃度超過(guò)一定閾值發(fā)出報(bào)警外，上傳所述物理量的測(cè)量值到消防監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)網(wǎng)單位樓宇內(nèi)煙霧濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；攝像頭采集聯(lián)網(wǎng)單位內(nèi)視頻圖像信息，以便消防監(jiān)控中心利用光線散射對(duì)視頻圖像的增強(qiáng)作用和光線被吸收對(duì)視頻圖像的衰減作用，來(lái)分析檢測(cè)煙霧濃度，驗(yàn)證其他煙感傳感器的煙霧濃度測(cè)量值的準(zhǔn)確性；數(shù)據(jù)采集裝置將煙感傳感器測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式并上傳到消防監(jiān)控中心；消防監(jiān)控中心分析各個(gè)煙感傳感器的測(cè)量值和視頻圖像信息，還原每個(gè)煙感傳感器的煙霧濃度變化，分析火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧濃度變化情況，尋找煙霧濃度變化與火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)之間的關(guān)系，從而更好的預(yù)防火災(zāi)，提高滅火救援效率；聯(lián)網(wǎng)單位app、消防部門app、維保公司app可接收消防監(jiān)控中心推送的煙感異常報(bào)警、火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，以及相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析信息，以便為聯(lián)網(wǎng)單位、消防部門、維保公司提供下一步處理的判斷依據(jù)。

如圖2所示，本實(shí)施例可采用下述方法來(lái)實(shí)現(xiàn)濃度采集：

一種采用上述基于物聯(lián)網(wǎng)的煙霧濃度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)濃度采集的方法，包括如下步驟：

步驟1：煙霧傳感器組采集與煙霧濃度相關(guān)的物理量；

步驟2：根據(jù)各個(gè)煙感傳感器的煙霧濃度報(bào)警閾值，確定煙感傳感器物理量測(cè)量值的傳輸數(shù)量。具體地，煙霧濃度報(bào)警閾值根據(jù)不同的環(huán)境設(shè)定，比如居民區(qū)廚房可將該閾值設(shè)定適當(dāng)高一些，重點(diǎn)防火單位可將閾值設(shè)適當(dāng)?shù)鸵恍划?dāng)煙霧濃度低于報(bào)警閾值時(shí)，所述傳輸數(shù)量可根據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境的重要性，適當(dāng)減少傳輸數(shù)量，當(dāng)煙感濃度高于報(bào)警閾值時(shí)，不減少傳輸數(shù)量，以便還原火災(zāi)時(shí)的煙霧濃度變化情況，了解火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)。

步驟3：根據(jù)傳輸時(shí)延限制需求，進(jìn)行多個(gè)數(shù)據(jù)包的融合操作；具體地，根據(jù)是否發(fā)生火警，設(shè)定不同的傳輸時(shí)延限制需求，比如，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為實(shí)時(shí)掌握火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)，會(huì)設(shè)定較短的時(shí)延；融合的數(shù)據(jù)值可以是測(cè)量值的平均值，按一定的權(quán)值進(jìn)行融合的融合值，或壓縮存儲(chǔ)的測(cè)量值。

步驟4：與周圍煙感傳感器協(xié)同向數(shù)據(jù)采集裝置傳輸數(shù)據(jù)包。具體地，利用協(xié)同設(shè)計(jì)的思想，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整退避時(shí)間。采用按需使用信道的方式，當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)與鄰居節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)方式來(lái)訪問(wèn)共享的無(wú)線信道。根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)設(shè)置退避時(shí)間的取值范圍，鄰居節(jié)點(diǎn)多，設(shè)置的退避時(shí)間就大，相反如果鄰居節(jié)點(diǎn)少，設(shè)置的退避時(shí)間就小。適當(dāng)?shù)耐吮軙r(shí)間設(shè)置既可以減少發(fā)送數(shù)據(jù)的碰撞次數(shù)而又不至于盲目等待，減少數(shù)據(jù)包在mac層的排隊(duì)時(shí)間。

步驟5：檢測(cè)數(shù)據(jù)包是否傳輸成功，若丟包則進(jìn)行重傳。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。