基于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的家庭火災(zāi)及室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，具體涉及基于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的家庭 火災(zāi)及室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，屬于互聯(lián)網(wǎng)消防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，城市化進程不斷加快，人 口密度持續(xù)增長，各種高樓大廈如雨后春筍般矗立起來。高檔裝修材料、自動化的電器和易 燃易爆的化學(xué)類生活用品等進入并影響著我們的生活，這些高檔用品和設(shè)備十分容易引起 火災(zāi)。由于家庭生活空間一般處于密閉狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時很難被發(fā)現(xiàn)察覺，給人們生活安全 帶來極大的威脅。防火工作已經(jīng)成為居民安居樂業(yè)的重要任務(wù)之一。據(jù)公安部的統(tǒng)計，近五 年來，我國火災(zāi)每年發(fā)生次數(shù)都在十萬次以上，每年家庭火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)占總火災(zāi)發(fā)生次 數(shù)的50%以上，死亡的人數(shù)占到了總死亡人數(shù)的70%。由此可見，家庭火災(zāi)已經(jīng)成為城市化 進程的攔路虎，正威脅著人們的生命安全。因此，實現(xiàn)家庭火災(zāi)自動監(jiān)測具有非常重要的現(xiàn) 實意義。
[0003] 隨著家庭裝修材料升級和"電氣化"程度提高，家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。家 庭火災(zāi)一旦發(fā)生。很容易出現(xiàn)撲救不及時、滅火器材缺乏及在場人員驚慌失措、逃生遲緩等 現(xiàn)象，最終導(dǎo)致重大生命財產(chǎn)損失。為了發(fā)現(xiàn)住宅火災(zāi)并及時采取有效措施，保障居民的生 命財產(chǎn)安全，世界各國都十分重視家庭防火方面的研究。
[0004] 在國外，消防遠程監(jiān)測技術(shù)起步較早，許多發(fā)達國家的城市火災(zāi)自動報警系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)已經(jīng)建立，具有火災(zāi)預(yù)防、報警、撲救、善后處理等比較完善的監(jiān)測管理體系。德國、日本、 美國等國家很早就開始采用計算機與用戶終端信號采集器相連，對火災(zāi)自動報警設(shè)備進行 實時監(jiān)測以及故障遠程傳輸。通過對國外消防安全設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀的調(diào)查，美國、加拿大、英 國、澳大利亞、德國、日本等發(fā)達國家在建立和應(yīng)用火災(zāi)自動報警設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)方面均有可 供借鑒的成功經(jīng)驗。他們將火災(zāi)自動報警設(shè)備接入監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)并有效運用多年，使消防指揮 中心能夠快速準(zhǔn)確判斷火災(zāi)地點、火災(zāi)類型并迅速調(diào)度消防部隊到達現(xiàn)場?；馂?zāi)自動報警 設(shè)備監(jiān)測在此起到了相當(dāng)大的作用，可見火災(zāi)自動報警設(shè)備真正發(fā)揮其作用是與監(jiān)測系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng)密不可分的。此外，這些國家在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的管理方面也比較規(guī)范，專門成立一個服務(wù)機 構(gòu)，該機構(gòu)的責(zé)任是保證火災(zāi)報警數(shù)據(jù)通信，為用戶服務(wù)，對用戶負責(zé)。而消防部門的主要 責(zé)任就是對此類服務(wù)機構(gòu)進行資質(zhì)審查及監(jiān)督管理，這種管理運作方式已經(jīng)取得了良好的 效果。
[0005] 英國是世界上消防行業(yè)發(fā)展最早的國家之一，也是消防法律法規(guī)最健全的國家之 一。然而1987年，倫敦國王十字地鐵站等地發(fā)生了數(shù)起大火。這從反面給英國政府以沉痛教 訓(xùn)，也大大增強了公民的防火意識。同時，對改變住宅火災(zāi)煙霧報警裝置市場的經(jīng)營狀況起 到了促進作用，甚至安裝火災(zāi)煙霧報警裝置成了房產(chǎn)經(jīng)營者推銷新住宅的基本內(nèi)容之一。 近年來，英國消防安全產(chǎn)品市場上出現(xiàn)了一種新型的交直流雙配套電源供電住宅火災(zāi)煙霧 報警器，其安全保障系數(shù)及節(jié)約經(jīng)濟開支等優(yōu)越性確定無疑。英國內(nèi)務(wù)部電視宣傳的宏偉 目標(biāo)是:繼續(xù)深入開展社會宣傳，大力發(fā)動民眾安裝住宅火災(zāi)煙霧報警裝置，直到國內(nèi)城鄉(xiāng) 居民住戶全部普及使用為止。
[0006] 美國每年約有4萬起火災(zāi)發(fā)生在家庭中。根據(jù)美國消防協(xié)會估汁，每個家庭成員在 一生中，至少會遇到兩次嚴重火災(zāi)，于是美國對家庭容易發(fā)生火災(zāi)的地方采取了頗具特色 的防火措施，并收到了顯著效果。美國預(yù)防家庭火災(zāi)最有效的辦法是在家庭中安裝小型火 災(zāi)自動報警器和自動噴淋滅火器，使用煤氣的家庭還得安裝煤氣漏氣報警器。據(jù)統(tǒng)計，在城 市居民中，大約有97%的家庭備有火災(zāi)自動報警器、自動滅火器和煤氣漏氣報警器。
[0007] 德國每年約有600人死于住宅火災(zāi)，受傷者更多。據(jù)調(diào)查，死亡者中的3/4不是直接 被火燒死的，而是被火災(zāi)中的煙和有毒氣體致死的。德國消防協(xié)會督促各級消防部門派防 火分家和消防人員向居民宣傳住宅防火的重要性、必要性，并采取具體措施。同時協(xié)同法律 和保險部門，由家庭財產(chǎn)保險部門出資，為每幢居民住宅強制安裝煙火報警器。隨著這項措 施的展開，住宅火災(zāi)明顯減少。據(jù)考證，臥室的4個墻角是安裝火災(zāi)報警器的最佳位置。德國 消防技術(shù)部門近期又研制了新型住宅防火報警設(shè)備，此設(shè)備不但對煙、火和異常溫度感應(yīng) 報警，而且對食品燒糊、電器短路著火發(fā)出的異常氣味也能及時發(fā)出信號，此外新設(shè)備和接 觸短路報警器聯(lián)用，也可作為預(yù)防罪犯入室盜竊的報警器。
[0008] 日本消防部門采用多種措施在家庭中推廣和普及安裝火災(zāi)報警器，一些新建的居 民住宅施工時就安裝火災(zāi)報警器，成本攤在施工費用中，不需居住者購買。對其他住戶則推 廣使用一種價格低、性能好的簡易小型火災(zāi)報警器。此外還推廣簡易火災(zāi)報警器及家用滅 火器等。
[0009] 國內(nèi)市場的消防自動報警產(chǎn)品廠家眾多，型號繁雜，各產(chǎn)品提供的物理接口、通訊 協(xié)議、數(shù)據(jù)格式等都存在差異。用戶一旦選擇了一個廠家就永遠受該廠家的制約。設(shè)備一旦 出現(xiàn)故障，可能因廠家原因得不到及時維修，從而導(dǎo)致火災(zāi)隱患不能及時被獲知。由于缺乏 規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家各自為政，自成體系，開發(fā)出的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不一。市場呈百家爭鳴 之勢，沒有能夠獨霸一方的強勢產(chǎn)品，也因為未規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)給生產(chǎn)商留下了許多的發(fā) 揮余地，因此消防報警設(shè)備的主機是"千人千面"。許多生產(chǎn)商不注重人機交互，沒有友好的 用戶界面，這使得用戶單位在購買了這些設(shè)備后，還需要配備專門的人員來學(xué)習(xí)使用。當(dāng)此 崗位發(fā)生人員變更時，又需要派人重新學(xué)習(xí)，造成人力資源和時間上的浪費。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異 常時，新任人員未及時到崗，可能會耽誤火災(zāi)預(yù)警，造成不可忽視的后果。
[0010] 目前，火災(zāi)監(jiān)測主要以火災(zāi)報警系統(tǒng)為主，研究重點在于降低火災(zāi)監(jiān)測的虛警率， 將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。家庭火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)不同程度存在著布線不便、準(zhǔn)確度不高、遠程監(jiān) 測能力不強和使用功能單一等缺點。有線的傳輸方式雖然有較大的信息傳輸能力，但布線 復(fù)雜且不靈活，容易對原有建筑的布局造成影響;傳統(tǒng)基于單傳感器的火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，其準(zhǔn) 確度易受環(huán)境因素影響，傳感器失效而導(dǎo)致系統(tǒng)永久癱瘓;獨立的家庭火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，受到 監(jiān)測地域局限，不能適應(yīng)未來家庭安全監(jiān)測的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法容易產(chǎn)生錯誤 報警、報警不及、遠程監(jiān)控能力差和應(yīng)用不靈活的問題。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:基于"互聯(lián)網(wǎng)+"技術(shù)的家庭火災(zāi)及室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括 檢測單元、互聯(lián)網(wǎng)消防網(wǎng)站平臺和移動終端APP，檢測單元將檢測信息通過互聯(lián)網(wǎng)將檢測數(shù) 據(jù)上傳至互聯(lián)網(wǎng)消防網(wǎng)站平臺，移動終端APP通過互聯(lián)網(wǎng)訪問互聯(lián)網(wǎng)消防網(wǎng)站平臺
[0013] 所述檢測單元包括離子探測器、溫度傳感器和濕度傳感器，所述離子探測器包括 氣道、檢測室、測量室、補償室和智能探測模塊，氣道與測量室連通，檢測室、測量室、補償 室、溫度傳感器和濕度傳感器均與智能探測模塊建立連接。
[0014] 所述檢測室入口有敞開式結(jié)構(gòu)。
[0015] 所述補償室采的入口處設(shè)有封口過濾材料。
[0016] 所述測量室采用吸氣式德爾格結(jié)構(gòu)。
[0017] 通過檢測室和補償室對室內(nèi)火災(zāi)情況進行初步判定，利用測量室、溫濕度傳感器 對室內(nèi)是否發(fā)生火災(zāi)進行精確判斷，大大降低虛報率。
[0018] 所述基于"互聯(lián)網(wǎng)+"技術(shù)的家庭火災(zāi)及室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的測量方法，包括以下 步驟：
[0019] 步驟一、構(gòu)建溫度濕度變化與火災(zāi)發(fā)生概率的數(shù)學(xué)模型，如下式所示：
[0021] 其中，P為火災(zāi)發(fā)生的概率;Km為濕度修正系數(shù)；P為室內(nèi)相對濕度；△ T測為實測的 單位時間內(nèi)室內(nèi)溫度變化;t為測量時間；
[0022] 步驟二、探測單元利用步驟一所述的概率模型對室內(nèi)是否發(fā)生火災(zāi)進行判斷； [0023]步驟三、將步驟二所得數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)消防網(wǎng)絡(luò)平臺，運用大數(shù)據(jù) 處理技術(shù)和云計算技術(shù)對傳輸數(shù)據(jù)進行分析處理，進而對各個室內(nèi)環(huán)境的數(shù)學(xué)模型參數(shù)進 行分別修整，對于超標(biāo)信息進行報警處理。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)知識針對一個家庭或者某一 單獨區(qū)域的環(huán)境系數(shù)進行檢測，并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，只是利用了互聯(lián)網(wǎng)的傳輸 功能，本發(fā)明對溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)進行測量，利用測量參數(shù)對火災(zāi)探測進行校準(zhǔn)修正， 降低火災(zāi)監(jiān)測的虛警率;本發(fā)明對探測器結(jié)構(gòu)的改進，并利用"互聯(lián)網(wǎng)+"技術(shù)，實現(xiàn)手機app 智能化掌控并監(jiān)測火災(zāi)警情。本發(fā)明的火災(zāi)報警反應(yīng)時間<30s，火災(zāi)檢測面積>20m2,與傳 統(tǒng)火災(zāi)探測器相比，本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)具有火災(zāi)報警虛警率低、根據(jù)室內(nèi)環(huán)境的變化規(guī)律 遠程自動/手動調(diào)節(jié)火災(zāi)報警的靈敏度等優(yōu)點，同時還可實現(xiàn)家庭室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的遠程實 時監(jiān)測。通過本項目的研究不僅實現(xiàn)火災(zāi)自動監(jiān)測報警的智能化管理，多種環(huán)境參數(shù)的采 集融合也為提高火災(zāi)監(jiān)測準(zhǔn)確度創(chuàng)造了必要條件;離子探測器的深入研究也為核探測技術(shù) 在民用領(lǐng)域的應(yīng)用探索一條新的道路，也為今后開展相關(guān)領(lǐng)域的研究奠定了現(xiàn)實基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0025] 圖1，本發(fā)明火災(zāi)物聯(lián)網(wǎng)不意圖；
[0026]圖2,離子感煙探測器原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖a為探測前離子感煙探測器示意圖，圖b 為出現(xiàn)煙霧粒子時離子感煙探測器示意圖，圖中1、镅源，2、α粒子，3、電源，4、金屬板，