專利名稱：災難緊急逃生智能引導裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有災情測試的逃生引導裝置。
背景技術：
城市的現(xiàn)代化發(fā)展使得越來越多的人工作于大型現(xiàn)代化建筑中， 尤其是高層建筑， 一旦有災難發(fā)生這些人口密集的建筑中，如果沒有 逃離災難現(xiàn)場的有效引導后果將不堪設想。由消防統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示我國
2007年共發(fā)生火災15.9萬起(不包含森林、草原、軍隊、礦井地下部 分火災)，死亡1418人，受傷863人，直接財產(chǎn)損失9.9億多元。其 中在人員密集場所，如商場市場、賓館飯店、娛樂場所、學校醫(yī)院等 共發(fā)生火災8581起，死亡156人，受傷150人，直接損失多達18679 萬元[1]。復雜建筑、人員密集場所如何有效疏散內部人員逃離災難現(xiàn) 場及組織外部人員進行有救援， 一直是人們所關心的問題。
另外，隨著國家經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，作為化工生產(chǎn)的原料、中 間體及產(chǎn)品的危險化學品，包括爆炸品、壓縮氣體和液化氣體、易燃 液體、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品、氧化劑和有機過氧化物、 有毒品和腐蝕品等種類不斷增加，在生產(chǎn)、經(jīng)營、儲存、運輸和使用 過程中發(fā)生的?；沸孤┦鹿室膊粩嘣龆?據(jù)公安部消防局統(tǒng)計，近幾 年，僅全國公安消防部隊平均每年參加處置的?；沸孤┦鹿示投噙_ 近千起)，給國家和人民群眾生命財產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境都造成了極大的危 害。在生產(chǎn)，存儲等過程中，萬一發(fā)生危險化學品泄露事故，如何及時檢測的事故，發(fā)出警報警告人群疏散，以及如何引導人群疏散，跟 人們的人身安全有著密切的聯(lián)系。
消防部門分析指出，當這類的緊急災難事件發(fā)生時，人們往往因 為驚慌而不知道該往何處逃生，從而選擇了錯誤的逃生方式；或者是 沒有及時意識到災難情況，錯過了最佳的逃生時間。這些情況不僅造 成無謂之人員傷亡，也間接造成救護人員救災的危險性。另一方面， 災難發(fā)生后，如何準確定位災難發(fā)生地點，并有效組織災后救援工作， 也是當前一大困惑。
實用新型內容
為了克服已有的災難緊急逃生指引裝置的不能有效進行災難檢 測、引導效果差的不足，本實用新型提供一種能有效進行災難檢測、 具有良好的引導效果的災難緊急逃生智能引導裝置。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種災難緊急逃生智能引導裝置，所述災難緊急逃生智能引導裝 置包括用于檢測各種環(huán)境情況的傳感器；用于采集傳感器的信號并 將傳感器的信號發(fā)送到監(jiān)控中心，以及接收監(jiān)控中心確定的引導方向 指令的傳感器主節(jié)點模塊；逃生指引顯示裝置和電源模塊；所述傳感 器和傳感器主節(jié)點模塊安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，多個傳感器主節(jié)點之間無線 通信連接，所述傳感器主節(jié)點模塊與所述逃生指引顯示裝置連接，所 述電源模塊與傳感器、傳感器主節(jié)點模塊和逃生指引顯示裝置連接。 進一步，所述傳感器主節(jié)點模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器、 無線通信模塊和能量供應模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述微處理器連 接，所述微處理器與所述無線通信模塊連接，所述能量供應模塊與數(shù)據(jù)采集模塊和微處理器模塊連接。
再進一步，所述無線通信模塊為采用Zigbee射頻技術的通信模塊。
更進一步，所述傳感器為包括煙霧傳感器、溫度傳感器、氣體傳 感器、振動傳感器、光傳感器和濕度傳感器等。
所述電源模塊包括市電輸入端、+3￥輸出端、+5V輸出端和+9V 輸出端，所述+3V輸出端連接所述傳感器主節(jié)點模塊，所述+5V輸出 端連接所述逃生指引顯示裝置，所述+9V輸出端連接所述傳感器。
本實用新型的技術構思為如果能研制出一種逃生引導系統(tǒng)，在 火災等緊急事件發(fā)生時，能根據(jù)當時環(huán)境的情況，快速智能地指示出 最佳逃生路徑，使得內部逃生人員能夠根據(jù)此指示迅速、有序地逃離 災難現(xiàn)場，同時又能檢測出災難發(fā)生地點，幫助外部人員準確定位災 難地點，輔助外部救援人員更有效地組織救援工作，那么就可以在一 定程度上解決復雜建筑物中發(fā)生災難時緊急逃生及緊急救援困難的問 題。這種緊急逃生引導系統(tǒng)的研制具有重大的現(xiàn)實意義。
本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在能有效進行災難檢測、具有 良好的引導效果。

圖1是本實用新型的災難緊急逃生智能引導裝置的連接圖。 圖2是圖1中煙霧傳感器的結構原理圖。 圖3是圖1中主節(jié)點模塊的原理框圖。 圖4是圖1中的顯示裝置的示意。 圖5是圖1中電源部分的原理方框圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
參照圖1 圖5， 一種災難緊急逃生智能引導裝置，所述災難緊急 逃生智能引導裝置包括用于檢測各種環(huán)境情況的傳感器1;用于采 集傳感器的信號并將傳感器的信號發(fā)送到監(jiān)控中心，以及接收監(jiān)控中 心確定的引導方向指令的傳感器主節(jié)點模塊2;逃生指引顯示裝置3 和電源模塊4;所述傳感器1和傳感器主節(jié)點模塊2安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，
多個傳感器主節(jié)點2之間無線通信連接，所述傳感器主節(jié)點模塊2與 所述逃生指引顯示裝置3連接，所述電源模塊3與傳感器1、傳感器 主節(jié)點模塊2和逃生指引顯示裝置3連接。
傳感器1采用消防中現(xiàn)在廣泛采用的煙霧傳感器來對環(huán)境進行檢 測，在火災產(chǎn)生區(qū)，煙霧的濃度會增加到一定程度導致煙感輸出數(shù)據(jù) 跳變，開始報警。同時將數(shù)據(jù)發(fā)給與之相連的傳感器主節(jié)點模塊。傳 感器為包括煙霧傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器、振動傳感器、光 傳感器和濕度傳感器等，可以靈活采用市場上比較成熟的各種傳感器， 如采用有毒有害氣體傳感器，當有毒氣體泄露，空氣中的有毒物質濃 度上升到氣體傳感器設置的門限值，引起氣體傳感器數(shù)據(jù)跳變，開始 報警。
傳感器主節(jié)點模塊2采集到網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)之后將行A/D轉換等處理 后，可以確定火災發(fā)生的具體位置，并且開啟本系統(tǒng)的逃生算法進行 疏散人群。主節(jié)點模塊主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器、無線通信 模塊和能量供應四個部分。
微處理器是無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的計算核心，所有的設備控制、 任務調度、能量計算和功能協(xié)調、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)轉儲程序都將在它的支持下完成。
無線通信傳輸模塊采用ZigBee技術來完成。本使用新型采用TI 公司的CC2430射頻芯片和天線組成。RF射頻芯片和微處理器通過 SPI接口和一些控制信號線相連。其中微處理器作為SPI的主設備， RF射頻芯片為從設備。微處理器負責IEEE802.15.4MAC層和ZigBee 部分的工作，以及應用邏輯。他通過SPI總線與RF芯片進行交互。 通過其他控制信號驅動前面的煙霧傳感器工作。
逃生指引顯示模塊3是指在逃生引導系統(tǒng)中顯示逃生路徑給用 戶，以便指引用戶快速逃離災難發(fā)生現(xiàn)場。為了能方便顯示逃生路徑， 節(jié)約成本，本系統(tǒng)中將采用LED顯示屏來顯示逃生引導路徑。指示模 塊有別與傳統(tǒng)的靜態(tài)顯示，本指示模塊與主節(jié)點聯(lián)動，可以根據(jù)主節(jié) 點的指示動態(tài)智能的顯示逃生路徑。
節(jié)點指示模塊一個相對獨立的模塊，采用獨立的AT89S51芯片來 控制LED顯示屏顯示。節(jié)點指示模塊具體如何顯示逃生路徑是由主節(jié) 點模塊來指定的，這就需要提供相應的接口與主節(jié)點實現(xiàn)通信。
主節(jié)點模塊與LED指示模塊之間使用8個數(shù)字信號進行通訊，其 中7個信號由主節(jié)點模塊向LED指示模塊輸出，1個信號由LED指 示模塊向主節(jié)點模塊輸入。輸出信號是指從主節(jié)點模塊向LED指示模 塊輸出的信號，根據(jù)信號不同的取值組合，LED指示模塊做出不同的 顯示。輸出信號共7個，包括
EN:使能信號，低有效。當EN信號為O時，LED模塊需要對下 面的信號做出響應；當EN型號為1時，LED模塊無需響應這些信號。
RESET:重置信號，低有效。當RESET被置O時，LED模塊需要返回到初始狀態(tài)，停止對DATA信號的響應，并置各輸入信號為其 初始狀態(tài)；RESET置1時，LED模塊可以響應DATA信號。
DATA[0]:數(shù)據(jù)信號DATA的O位(最低位)。
DATA[1]:數(shù)據(jù)信號DATA的1位。
DATA[2]:數(shù)據(jù)信號DATA的2位。
DATA[3]:數(shù)據(jù)信號DATA的3位。
DATA[4]:數(shù)據(jù)信號DATA的4位(最高位)。
輸入信號是指從LED模塊向節(jié)點模塊輸入的信號，用于LED模 塊向節(jié)點模塊的信息反饋。輸出信號只有1個
READY:就緒信號，高有效，初始狀態(tài)為0。 LED模塊使用這個 信號通知節(jié)點模塊自己己就緒，可以開始接收節(jié)點模塊的輸出信號。
電源部分主要給傳感器主節(jié)點、逃生指引顯示裝置和傳感器供電， 需要+3V、 +5V、 +9V三個不同的電壓值。而且考慮在災難發(fā)生時可 能導致樓內供電系統(tǒng)的損壞，所以該模塊還提供備用的充電池。在本 設計的電源中，通過變壓器模塊給系統(tǒng)+5V的電壓， 一部分用于蓄電 池的細流充電，另一部分用于控制DC-DC模塊工作，而輸出+5V和 +9V分別為LED顯示和傳感器供電；在市電斷時，蓄電池用來控制 DC-DC模塊工作。由于節(jié)點三大模塊都已盡可能做到節(jié)能，這樣在火 災發(fā)生中采用蓄電池供電可基本滿足需要了。這樣就實現(xiàn)了整個系統(tǒng) 的不間斷供電，使得WSN在斷電發(fā)生時也能正常工作。
權利要求1、一種災難緊急逃生智能引導裝置，其特征在于所述災難緊急逃生智能引導裝置包括用于檢測各種環(huán)境情況的傳感器；用于采集傳感器的信號并將傳感器的信號發(fā)送到監(jiān)控中心，以及接收監(jiān)控中心確定的引導方向指令的傳感器主節(jié)點模塊；逃生指引顯示裝置和電源模塊；所述傳感器和傳感器主節(jié)點模塊安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，多個傳感器主節(jié)點之間無線通信連接，所述傳感器主節(jié)點模塊與所述逃生指引顯示裝置連接，所述電源模塊與傳感器、傳感器主節(jié)點模塊和逃生指引顯示裝置連接。
2、 如權利要求l所述的災難緊急逃生智能引導裝置，其特征在于所述傳感器主節(jié)點模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器、無線通信模塊和 能量供應模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊與所述微處理器連接，所述微處理 器與所述無線通信模塊連接，所述能量供應模塊與數(shù)據(jù)采集模塊和微 處理器模塊連接。
3、 如權利要求2所述的災難緊急逃生智能引導裝置，其特征在于所述無線通信模塊為采用Zigbee射頻技術的通信模塊。
4、 如權利要求1一3之一所述的災難緊急逃生智能引導裝置，其特征在于所述傳感器包括煙霧傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器、振動傳感器、光傳感器和濕度傳感器。
5、 如權利要求4所述的災難緊急逃生智能引導裝置，其特征在于所述電源模塊包括市電輸入端、+3￥輸出端、+5V輸出端和+9V輸出端， 所述+3V輸出端連接所述傳感器主節(jié)點模塊，所述+5V輸出端連接所述 逃生指引顯示裝置，所述+9V輸出端連接所述傳感器。
專利摘要一種災難緊急逃生智能引導裝置，所述災難緊急逃生智能引導裝置包括用于檢測各種環(huán)境情況的傳感器；用于采集傳感器的信號并將傳感器的信號發(fā)送到監(jiān)控中心，以及接收監(jiān)控中心確定的引導方向指令的傳感器主節(jié)點模塊；逃生指引顯示裝置和電源模塊；所述傳感器和傳感器主節(jié)點模塊安裝在監(jiān)控現(xiàn)場，多個傳感器主節(jié)點之間無線通信連接，所述傳感器主節(jié)點模塊與所述逃生指引顯示裝置連接，所述電源模塊與傳感器、傳感器主節(jié)點模塊和逃生指引顯示裝置連接。本實用新型能有效進行災難檢測、具有良好的引導效果。
文檔編號A62B3/00GK201423094SQ200920118828
公開日2010年3月17日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權日2009年4月29日
發(fā)明者宦若虹, 堯 王, 蔡韶華, 陳慶章 申請人:浙江工業(yè)大學