本實用新型涉及防火報警技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防火報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的超市、廣場、寫字樓等各式各樣的建筑物里防火報警器已經(jīng)時標(biāo)配了，沒有的話時無法投入建筑物是使用的。雖然許多的建筑物里都配有防火報警器，但其作用僅僅只是警示功能，沒法提供更多的幫助。目前流行的火災(zāi)報警器，基本上都是基于溫度傳感器和煙霧傳感器實現(xiàn)的，其原理十分簡單，當(dāng)溫度和煙霧濃度突然超過某預(yù)定的閾值，報警器就會報警。有的報警器會聯(lián)動噴頭，噴水滅火。這些處理火災(zāi)的設(shè)施，僅僅只是單個存在，沒有連成一個系統(tǒng)。

隨著科技的進步，有人嘗試在改進防火報警器，也有人嘗試將防火報警器連成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，各類建筑物主要使用的是智能型總線制分布式的防火報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)的報警器和各類傳感器并聯(lián)到總線上，通過計算機系統(tǒng)統(tǒng)一控制。這種方案能得到廣泛的應(yīng)用很大程度上是因為其原理簡單，很容易實現(xiàn)。

其中，基于Zigbee的防火報警器系統(tǒng)，ZigBee譯為"紫蜂"，它與藍牙相類似。是一種新興的短距離無線通信技術(shù)，用于傳感控制應(yīng)用(Sensor and Control)。由IEEE 802.15工作組中提出，并由其TG4工作組制定規(guī)范。Zigbee最大的特點就是低功耗和組網(wǎng)靈活，目前TI公司已經(jīng)有了很成熟的協(xié)議棧。使用Zigbee來連接各個防火報警器是一個不錯的嘗試。但是Zigbee更多是用于工控，在物聯(lián)網(wǎng)的運用上有它的局限性，以至于市面上很少有Zigbee成熟的產(chǎn)品，更多的是創(chuàng)新嘗試。

其中，基于GSM的防火報警系統(tǒng)，這種方式是通過GSM模塊將報警信息傳給控制中心。GSM模塊，是一個類似于手機的通訊模塊，集成了手機的若干功能于一塊小電路板上，它可以發(fā)送短消息，通話等等，模塊雖小，但它具備了很多手機的功能，擁有它等于就是擁有了手機的核心部分了，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，GSM模塊通過使用AT指令才能控制它，模塊可以與電腦RS232串口相連，也可以用單片機來進行控制。但是使用GSM模塊進行通信必須要插入電話卡才能實現(xiàn)，且會產(chǎn)生相應(yīng)的費用。

現(xiàn)在普遍使用的智能型總線制分布式的防火報警系統(tǒng)雖然原理簡單，但是安裝成本很高，需要人力進行線路的鋪設(shè)和安裝，而且日常維護和檢修難度大。所以無線的智能防火報警系統(tǒng)是未來的趨勢。但是通過Zigbee或者GSM來連接的系統(tǒng)具有很大局限性，可行性也不高。采用Zigbee連接的防火報警器，雖然有很大的靈活性且低功耗，但它覆蓋范圍有限。Zigbee更多的是運用于工業(yè)控制領(lǐng)域，在物聯(lián)網(wǎng)這方面沒有很成熟的產(chǎn)品。此外，最重要的一點是，只是用Zigbee是不能連接到互聯(lián)網(wǎng)的，對于信息和數(shù)據(jù)無法上傳到后臺服務(wù)器。通過GSM來連接的防火報警系統(tǒng)，需要每個防火報警器都配一張手機卡，才能與控制中心進行連接，成本極大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種防火報警系統(tǒng)，實現(xiàn)無線連接防火報警器和后臺服務(wù)器，降低成本。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種防火報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

防火報警器；所述防火報警器的個數(shù)為至少兩個；

與所述防火報警器相連，在接收到一個防火報警器發(fā)送的報警信息后，控制所有的防火報警器均進行報警的云服務(wù)器；

與所述云服務(wù)器相連，檢測當(dāng)前所在位置的位置信息并發(fā)送至所述云服務(wù)器的移動終端；

其中，所述防火報警器包括溫度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌⒎澍Q器和WiFi模塊；所述WiFi模塊與所述云服務(wù)器進行無線連接。

優(yōu)選的，所述WiFi模塊為NL6621-Y1wifi模塊。

優(yōu)選的，所述WiFi模塊還包括SoC芯片。

優(yōu)選的，所述溫度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱头澍Q器均與WiFi模塊相連。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：與所述云服務(wù)器相連，顯示所有的防火報警器的位置信息、狀態(tài)信息以及移動終端的位置信息的監(jiān)測中心。

優(yōu)選的，所述云服務(wù)器還包括：對發(fā)送報警信息的防火報警器的位置信息和移動終端的位置信息進行分析，得到逃跑路線并發(fā)送至移動終端的微處理器。

本實用新型所提供的一種防火報警系統(tǒng)，包括：防火報警器；所述防火報警器的個數(shù)為至少兩個；與所述防火報警器相連，在接收到一個防火報警器發(fā)送的報警信息后，觸發(fā)所有的防火報警器均進行報警的云服務(wù)器；與所述云服務(wù)器相連，檢測當(dāng)前所在位置的位置信息并發(fā)送至所述云服務(wù)器的移動終端；其中，所述防火報警器包括溫度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌⒎澍Q器和WiFi模塊；所述WiFi模塊與所述云服務(wù)器進行無線連接?？梢姡摲阑饒缶到y(tǒng)中，防火報警器通過WiFi模塊與云服務(wù)器進行無線連接，實現(xiàn)無線連接防火報警器和后臺服務(wù)器，避免采用線路鋪設(shè)，降低成本，并且利用云服務(wù)器在接收到一個防火報警器發(fā)送的報警信息后，觸發(fā)所有的防火報警器均進行報警，有助于及時疏散人群，而且移動終端檢測當(dāng)前所在位置的位置信息并發(fā)送至云服務(wù)器，人們通過云服務(wù)器就能及時解移動終端的位置信息，便于對持有移動終端的被困人員實施救助。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例所提供的一種防火報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意示意圖；

圖2為NL6621-Y1工作流程圖；

圖3為加權(quán)迷宮算法流程圖。

具體實施方式

本實用新型的核心是提供一種防火報警系統(tǒng)，以無線連接防火報警器和后臺服務(wù)器，降低成本。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參考圖1，圖1為本實用新型實施例所提供的一種防火報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意示意圖，該系統(tǒng)包括：

防火報警器101；防火報警器101的個數(shù)為至少兩個；

與防火報警器101相連，在接收到一個防火報警器發(fā)送的報警信息后，控制所有的防火報警器均進行報警的云服務(wù)器102；

與云服務(wù)器102相連，檢測當(dāng)前所在位置的位置信息并發(fā)送至云服務(wù)器102的移動終端103；

其中，防火報警器包括溫度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、蜂鳴器和WiFi模塊；WiFi模塊與云服務(wù)器進行無線連接。

可見，該防火報警系統(tǒng)中，防火報警器通過WiFi模塊與云服務(wù)器進行無線連接，實現(xiàn)無線連接防火報警器和后臺服務(wù)器，避免采用線路鋪設(shè)，降低成本，并且利用云服務(wù)器在接收到一個防火報警器發(fā)送的報警信息后，觸發(fā)所有的防火報警器均進行報警，有助于及時疏散人群，而且移動終端檢測當(dāng)前所在位置的位置信息并發(fā)送至云服務(wù)器，人們通過云服務(wù)器就能及時解移動終端的位置信息，便于對持有移動終端的被困人員實施救助。

基于上述系統(tǒng)，具體的，WiFi模塊為NL6621-Y1wifi模塊。

其中，WiFi模塊還包括SoC芯片。

進一步的，溫度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱头澍Q器均與WiFi模塊相連。

進一步的，所述系統(tǒng)還包括：與云服務(wù)器相連，顯示所有的防火報警器的位置信息、狀態(tài)信息以及移動終端的位置信息的監(jiān)測中心。

進一步的，云服務(wù)器還包括：對發(fā)送報警信息的防火報警器的位置信息和移動終端的位置信息進行分析，得到逃跑路線并發(fā)送至移動終端的微處理器。

其中，防火報警器在本文中也稱為智能防火報警器。云服務(wù)器在本文中也稱為后臺服務(wù)器。

本實用新型中，首先將各個智能防火報警器連接到一起組成一個智能系統(tǒng)，這樣方便管理和聯(lián)動。當(dāng)某個智能防火器發(fā)出警報，可通過后臺云服務(wù)器定位到警報區(qū)域，方便人們找到起火位置并處理火情。而且，當(dāng)一個智能防火報警器發(fā)出警報時，其他的智能防火報警器也應(yīng)發(fā)出警報來疏散人群。其次，是智能防火報警器安裝配置、升級、檢修和維護要方便。智能防火報警器的工作參數(shù)配置和軟件部分的升級可以通過后臺云服務(wù)器實現(xiàn)的，而硬件部分的升級只需將原有的智能防火報警器替換即可，無需改動整個系統(tǒng)。由于采用的是無線連接方案，檢修和維護十分方便，不會像智能型總線制分布式的防火報警系統(tǒng)那樣牽一發(fā)而動全身。最后，是要連接到云服務(wù)器，連接服務(wù)器可以對收集到的數(shù)據(jù)處理和記錄，并且方便管理員管理和監(jiān)視，也能為用戶提供各種服務(wù)。

具體的，智能防火報警器是對現(xiàn)在市面上的防火報警器的一個改進版。除了普通報警器擁有的蜂鳴器、溫度傳感器、煙霧傳感器等各類傳感器外，智能防火報警器還擁有NL6621-Y1wifi模塊。此模塊不僅可以無線連接到路由，而且還可以當(dāng)作微控制器使用，可以對采集回來的數(shù)據(jù)進行初步的處理。根據(jù)每個智能防火報警器所在的位置，將建筑物劃分成多個區(qū)域并對每個區(qū)域編號，所以傳輸給后臺服務(wù)器的信息都會帶有相應(yīng)的編號，已確認(rèn)信息來源。NL6621-Y1工作流程如圖2。

正常情況下，NL6621-Y1通過各種傳感器的收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)經(jīng)行初步的分析。若數(shù)據(jù)超過閾值，則報警器會響，向后臺服務(wù)器發(fā)送警報信息，再轉(zhuǎn)發(fā)給后臺云服務(wù)器。若數(shù)據(jù)發(fā)生急劇突變但沒有到達閾值或者NL6621-Y1發(fā)生異常時，會發(fā)送警告信息給后臺服務(wù)器。當(dāng)各種傳感器出現(xiàn)異常時，發(fā)送異常的信息給后臺服務(wù)器。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，NL6621-Y1會將所以搜集到的數(shù)據(jù)實時的傳給云服務(wù)器，使管理員可以監(jiān)測各個傳感器，并能判斷火災(zāi)的波及的范圍和火勢的大小。

本實用新型中的報警器采用主要采用三種傳感器，分別為溫度傳感器、煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅?。其中，溫度傳感器使用DS18B20模塊。該模塊采用獨特的單線接口僅需一個端口引腳進行通訊，直接傳輸數(shù)字信號無需再進行AD轉(zhuǎn)換。測溫范圍為：-55～+125℃，可以對火災(zāi)進行檢查。溫度以9位數(shù)字量讀出，誤差小。

其中，煙霧傳感器使用的是模擬MQ-2煙霧傳感器模塊。MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。該模塊輸出的模擬信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換之后，變成數(shù)字量，便于傳輸和處理。

其中，火焰?zhèn)鞲衅鞑捎玫氖羌t外火焰?zhèn)鞲衅鳌Ｆ涔ぷ髟硎菣z測火焰或者波長在760納米～1100納米范圍內(nèi)的光源。探測角度為60度，理論上有六個紅外火焰?zhèn)鞲衅骶涂梢匀轿桓采w。該模塊將距離和火焰的大小轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量信號，通過一個AD轉(zhuǎn)換器就可以得到相應(yīng)的電壓。處理器可根據(jù)該模塊所用的環(huán)境不同，設(shè)置不同的閾值。

具體的，NL6621-Y1wifi模塊是一款高集成度SOC，特別為高數(shù)據(jù)吞吐率低成本的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品而設(shè)計。它集成了MCU，MAC，1T1R基帶和帶功放RF收發(fā)機于一顆芯片上NL6621M支持802.11b/g/n和Wi-Fi direct(SDIO網(wǎng)卡模式)，BSS STA，軟AP，WiFi保護設(shè)置。它還支持WMM-PS和WPA/WPA2安全協(xié)議。NL6621M既可作受主處理器控制的從設(shè)備也可作不需要任何其他處理器的獨立WLAN設(shè)備。它支持的通用接口包括QuadSPI，標(biāo)準(zhǔn)SPI，I2C，UART，GPIO，I2S音頻，PWM音頻。NL6621M可不如音箱，攝像頭，閃存，液晶顯示器等豐富的周邊設(shè)備直接相連。TCP/IP，UPD，HTTP等豐富的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議已被集成于NL6621M。高性能的無線傳輸，豐富的接口和協(xié)議支持使NL6621M成為無線音頻，無線視頻，無線智慧家庭和無線醫(yī)療等單芯片解決方案的最佳選擇。本實用新型使用該模塊不僅因為它提供多種聯(lián)網(wǎng)方式和豐富的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，而且還因為它可以當(dāng)作單片機使用，有多達32個GPIO和各種接口，使我們可以根據(jù)不同的需求對智能防火報警器進行改進。

其中，后臺云服務(wù)器主要是對智能防火報警器和手機app傳來的信息進行收集和處理，并應(yīng)對各種類型的提示信息。在防火報警系統(tǒng)中，需要通過后臺云服務(wù)器對智能防火報警器的工作參數(shù)例如閾值等進行設(shè)置，這樣可以針對不同的使用環(huán)境，設(shè)置不同的參數(shù)，以提高智能防火報警器的安全性和降低誤報率。此外，還可以通過后臺云服務(wù)器對智能防火報警器的軟件部分進行升級。

正常情況下，后臺云服務(wù)器從各個智能防火報警器收集數(shù)據(jù)并記錄，對收到的各種信息進行響應(yīng)。若后臺云服務(wù)器收到異?；蛘呔嫘畔ⅲ瑒t會提醒管理員，對相應(yīng)區(qū)域進行檢修和維護。若收到警報信息，則會聯(lián)動其他智能防火報警器，向其他智能防火報警器發(fā)出警報信息，疏散人群。發(fā)生火災(zāi)時，后臺云服務(wù)器可以從手機app端接收到用戶位置信息，將這些信息發(fā)給消防部門，以便搜救的時候有針對性，增加被困人員的生還可能。此外，還可以利用用戶的位置信息，通過加權(quán)迷宮算法，為該用戶算出最安全的逃離路線。

手機app端可以收到后臺云服務(wù)器傳出來的報警和警告信息，實時查看各個智能防火報警器的數(shù)據(jù)及工作情況。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，人們可以通過手機app打開當(dāng)前建筑物的平面圖查看所在的樓層及區(qū)域，并將自己所在的區(qū)域信息傳給云服務(wù)器，便會從后臺云服務(wù)器中得到最優(yōu)的逃離路線，并顯示在手機屏幕上。

使用的迷宮算法是改進過的深度優(yōu)先搜索(DFS)。深度優(yōu)先搜索算法(Depth-First-Search)，是搜索算法的一種。是沿著樹的深度遍歷樹的節(jié)點，盡可能深的搜索樹的分支。當(dāng)節(jié)點v的所有邊都己被探尋過，搜索將回溯到發(fā)現(xiàn)節(jié)點v的那條邊的起始節(jié)點。這一過程一直進行到已發(fā)現(xiàn)從源節(jié)點可達的所有節(jié)點為止。如果還存在未被發(fā)現(xiàn)的節(jié)點，則選擇其中一個作為源節(jié)點并重復(fù)以上過程，整個進程反復(fù)進行直到所有節(jié)點都被訪問為止。DFS算法的思想是：對一個無向連通圖，在訪問圖中某一起始頂點v后，由v出發(fā)，訪問它的某一鄰接頂點w1；再從w1出發(fā)，訪問與w1鄰接但還沒有訪問過的頂點w2；然后再從w2出發(fā)，進行類似的訪問；...；如此進行下去,直至到達所有鄰接頂點都被訪問過的頂點u為止；接著，回退一步，回退到前一次剛訪問過的頂點，看是否還有其它沒有被訪問過的鄰接頂點，如果有，則訪問此頂點，之后再從此頂點出發(fā)，進行與前述類似的訪問；如果沒有，就再回退一步進行類似的訪問。重復(fù)上述過程，直到該連通圖中所有頂點都被訪問過為止。

迷宮算法制定的入口，即開始的節(jié)點，是用戶所在的位置，出口可由用戶選擇，是大門、窗戶附近等方便營救的地方或者一些暫時較為安全的區(qū)域。從入口，順著某一方向向前探索，每經(jīng)過相應(yīng)的區(qū)域就會加上該區(qū)域的權(quán)值。每走一步都要比較所累加的權(quán)值不超過限定值，這樣可以減少需要算的路徑，提高算法的效率。若所累加的權(quán)值不超過限定值，則繼續(xù)往前走；否則沿原路退回即回溯，換一個方向再繼續(xù)探索。直至所有可能的通路都探索到為止。如果恰好某一步探索到出口，則就找到了從入口到出口的一條路徑。為了保證在任何位置上都能沿原路退回，防止死循環(huán)，需要使用堆棧來保存大量記錄。由于算法是在云服務(wù)器上運行，不需要擔(dān)心此缺點。而要求解迷宮最短路徑，則必須用深度優(yōu)先搜索出所有到達出口的路徑，通過比較得到累加權(quán)值最小的路徑.這樣也必然要求增加數(shù)據(jù)空間來保存搜索過。

使用這個算法之前，要將根據(jù)建筑物的平面圖和智能防火報警器所在的位置得到的數(shù)據(jù)存儲在一個圖中，建立好每個區(qū)域之間的空間聯(lián)系，這樣才能實現(xiàn)算法。限定值是根據(jù)不同溫度和煙霧濃度對人體的持續(xù)造成的傷害制定的。因此，限定值與溫度煙霧濃度以及時間都有關(guān)系。限定值的制定，要求當(dāng)環(huán)境達到限定值時，人體還能正常的自由活動一段時間。

每個區(qū)域的權(quán)值根據(jù)智能防火報警器從各種傳感器收集到每個區(qū)域的數(shù)據(jù)和區(qū)域與用戶所在位置的距離制定的。因此，每個區(qū)域的權(quán)值與溫度和煙霧濃度有關(guān)，也與該區(qū)域與入口的距離有關(guān)。若無法從智能防火報警器中得到數(shù)據(jù)，則將其所在的區(qū)域的權(quán)值設(shè)為足夠大超過限定值，使得算法計算逃生路線時，不從該區(qū)域經(jīng)過。這樣制定權(quán)值可以很好的反映出各個區(qū)域的狀況以及危險性，能為用戶制定出安全可靠的逃離路線。加權(quán)迷宮算法流程如圖3。

基于本實用新型提供的防火報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用wifi的通信方式，采用加權(quán)值之后的迷宮算法，采用基于NL6621-Y1的智能防火報警器。本系統(tǒng)采用wifi連接方式，將所有的智能防火報警器通過路由器連接到云服務(wù)器上，這樣做首先可以降低安裝和維護的成本。其次，可以從后臺對每一個智能防火報警器進行統(tǒng)一管理。當(dāng)智能防火報警器發(fā)生警報或者異常時，可以迅速定位到異常區(qū)域，將損害降到最少。最后，是可以實時的將各種傳感器收集的數(shù)據(jù)傳給云服務(wù)器收集和分析。本系統(tǒng)借助互聯(lián)網(wǎng)，可以給用戶提供多種多樣的服務(wù)。管理員可以通過后臺云服務(wù)器對智能防火報警器進行配置和升級，實時監(jiān)控各個區(qū)域的情況。用戶通過手機app就可以實時查看各種數(shù)據(jù)和智能防火報警器的工作狀態(tài)，且在火災(zāi)發(fā)生時還可以得出最佳的逃生路線。

以上對本實用新型所提供的一種防火報警系統(tǒng)進行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。