本發(fā)明涉及感應(yīng)燈技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具及使用該多功能燈具的智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代建筑的大型化、高層化和多功能化，建筑體內(nèi)消防疏散路徑也隨之增長且更為多樣，致使人們對消防應(yīng)急照明和疏散指示的依賴越來越強。

集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，針對大型公共建筑和軌道交通等復(fù)雜環(huán)境，從理論上解決了傳統(tǒng)的靜態(tài)就近引導(dǎo)可能產(chǎn)生的隱患，為動態(tài)的安全引導(dǎo)提供了解決方案。但是，由于這種動態(tài)引導(dǎo)對火災(zāi)信息來源，及現(xiàn)場環(huán)境變量的實時性、準確性要求很高，從而使得這套系統(tǒng)的先進理念，在實際應(yīng)用中作用不大。

同時，當大面積火災(zāi)發(fā)生時，指揮中心對現(xiàn)場情況難以全面、及時了解，尤其重要的是，對于被大火封堵而身處險地的人員，進行搜尋、定位和移動路徑跟蹤，為救援贏取時間，也是最為關(guān)心且亟待解決的難題。

此外，現(xiàn)今已獲準入的集中控制型消防疏散指示系統(tǒng)，均采取消防聯(lián)動方式實現(xiàn)應(yīng)急啟動，即是從一個或少數(shù)幾個接口引入消防信號，后經(jīng)中央控制主機運算逃生路徑，由通訊總線下發(fā)疏散信號。然而這種中央型集中控制方式存在如下二個方面缺點：

1、聯(lián)動信號是定性而非定量數(shù)據(jù)，當一個火點發(fā)生時,可有其它逃生路徑，而當多個著火點甚至所有路徑均被定性信號封堵時，無法判斷哪條路徑雖有煙霧（有毒有害氣體）或高溫，綜合指標卻仍然處于安全范圍內(nèi)，值得人們突圍逃生，或者選擇相對安全位置等待救援。

2、火災(zāi)是動態(tài)的，蔓延過程中存在通訊總線被破壞的可能性，當通訊中斷時，部分疏散指示燈就將處于信息孤島，不論火情如何變化，都只會持續(xù)執(zhí)行最后一次接收到的疏散指令。

最后，將日常感應(yīng)照明與消防應(yīng)急照明分開建設(shè)，也是工程項目中的普遍現(xiàn)象，這樣做不僅增加了綜合建設(shè)成本和運營維護成本，而且容易存在安全隱患，因為消防應(yīng)急照明的實際使用率極低，即使有燈具損壞也無意及時維護。加之少數(shù)企業(yè)報以僥幸心理，只追求低價而輕質(zhì)量，極易在災(zāi)害發(fā)生時產(chǎn)生事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述的不足，提供多功能消防應(yīng)急照明和疏散燈具及智能控制系統(tǒng)，使其均有火災(zāi)探測和警情上報功能。并且在火災(zāi)發(fā)生以后，根據(jù)中央控制系統(tǒng)軟件的指令實時上報數(shù)據(jù)，為指揮人員判斷火情蔓延趨勢、組織滅火有無盲區(qū)、自動噴淋啟動與否等，提供準確的量變依據(jù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種消防應(yīng)急照明燈具和疏散指示燈具，具有總線通訊模塊、信號采集模塊、微處理器和LED光源，所述信號采集模塊含有氣體/煙霧檢測電路和溫度/濕度檢測電路。

所述氣體/煙霧和溫度檢測電路實時監(jiān)測外界環(huán)境，并將信號全部發(fā)送給微處理器，微處理器將接收的信號值與程序中預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值進行對比，當接收的信號值超出程序預(yù)警值時，即通過總線通訊模塊向系統(tǒng)中的應(yīng)急照明控制器發(fā)送火災(zāi)報警信號。

應(yīng)急照明控制器中收到報警信號后，通過中央控制系統(tǒng)軟件計算疏散路徑，并下達給消防應(yīng)急照明燈具和疏散指示燈具，使其根據(jù)疏散路徑點亮或關(guān)閉光源。

所述濕度檢測電路實時監(jiān)測外界環(huán)境，并將信號全部發(fā)送給微處理器，但在平時并不上報信息值。只有當中央控制系統(tǒng)軟件接收到火警信號且自動下發(fā)全體預(yù)警指令后，微處理器自動存儲當前濕度值；進一步，當中央控制系統(tǒng)軟件下發(fā)某區(qū)域火情上報指令時，濕度預(yù)警值和實時現(xiàn)值將與所述氣體/煙霧和溫度檢測共同上報，指揮系統(tǒng)根據(jù)前后數(shù)據(jù)的變化，即可判斷火情蔓延趨勢、組織滅火有無盲區(qū)，以及自動噴淋或消防水槍有無作用等。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種消防應(yīng)急照明燈具，具有火場人員搜尋和定位跟蹤功能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一種消防應(yīng)急照明燈具，具有總線通訊模塊、信號采集模塊、微處理器和LED光源，所述信號采集模塊除含有氣體/煙霧檢測電路和溫度/濕度檢測電路外，還含有紅外/微波檢測電路。

所述紅外/微波檢測電路實時監(jiān)測外界環(huán)境，并將信號全部發(fā)送給微處理器，但在平時并不上報信號。當火災(zāi)發(fā)生后，從中央控制系統(tǒng)軟件可以對某一選定區(qū)域下發(fā)人員搜尋指令，此時只要所述紅外/微波檢測電路探測到有人移動，微處理器即把信號通過總線通訊模塊實時上報，由此信號和本燈具所在位置，可實現(xiàn)對被大火封堵而身處險地的人員進行搜尋和定位，甚至包括移動路徑跟蹤。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種消防疏散指示燈具，具有對逃生路徑的危險判斷功能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一種疏散指示燈具，具有總線通訊模塊、信號采集模塊、微處理器和LED光源，所述信號采集模塊含有氣體/煙霧檢測電路和溫度/濕度檢測電路。

當某區(qū)域的計算結(jié)果不能得出疏散路徑時，中央控制系統(tǒng)軟件可下達氣體/煙霧檢測、溫度/濕度檢測的實時數(shù)據(jù)上報指令，將上報的信號值進一步與中央控制系統(tǒng)軟件中預(yù)先設(shè)定的安全值（高于燈具中預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值），再次進行對比計算優(yōu)化疏散路徑，選擇下達如下兩種指令：

1、整條路徑上的疏散指示燈具均無漏報，上報的信號值按權(quán)重最優(yōu)且處于安全值范圍內(nèi)，則指令所有疏散指示燈按此條疏散路徑點亮箭頭，并同時關(guān)閉相反箭頭的光源，以指引突圍逃生。

2、仍然無法計算出安全的疏散路徑，則按各項指標的權(quán)重，疏散路徑指示到區(qū)域內(nèi)相對安全的位置等待救援。

本發(fā)明的目的之四在于提供一種消防疏散指示燈具，具有脫機狀態(tài)下的分布式控制功能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一種疏散指示燈具，具有總線通訊模塊、信號采集模塊、微處理器和LED光源，所述信號采集模塊含有氣體/煙霧檢測電路和溫度/濕度檢測電路。

疏散指示燈具內(nèi)置邏輯地址綁定程序，在安裝調(diào)試即與相鄰疏散指示具相互綁定。當信號采集模塊檢測外界環(huán)境異常，首先與應(yīng)急照明控制器進行通訊，如果此時不能正常通訊，則將疏散指示到綁定的相鄰燈具方向并對其發(fā)出預(yù)警，且預(yù)警代碼中自動記入序號1；相鄰燈具接收到信號后關(guān)閉發(fā)出信號來源方向的箭頭光源，點亮另側(cè)箭頭光源并向除信號來源方向外的所有相鄰燈具發(fā)出預(yù)警，且預(yù)警代碼中自動記入序號2，依此規(guī)則自動形成遠離報警點的疏散路徑。

當某盞燈具同時接收左右兩個方向的預(yù)警時，自動按序號數(shù)字小的預(yù)警信號執(zhí)行。

這種綁定法的分布式控制，雖不如中央控制系統(tǒng)軟件計算的疏散路徑全面、精確。但在與應(yīng)急照明控制器通訊中斷時，仍然具有一定智能疏散作用，不會致使信息孤島而貽誤逃生，至少可以幫助人們遠離著火區(qū)，為救援贏得時間和機會。

本發(fā)明的目的之五在于提供一種兼有日常照明功能和應(yīng)急照明功能的感應(yīng)照明燈具。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一種消防應(yīng)急照明燈具，具有總線通訊模塊、信號采集模塊、微處理器和LED光源，所述信號采集模塊含有氣體/煙霧檢測電路、溫度/濕度檢測電路、紅外/微波檢測電路以及光照強度檢測電路。

除消防應(yīng)急狀態(tài)（包括上述四大類功能）以外，這種消防應(yīng)急照明燈具還具備平時感應(yīng)照明的功能。

所述微處理器、紅外/微波檢測電路和光照強度檢測電路的與門關(guān)系，是實現(xiàn)平時感應(yīng)照明的主要控制電路。所述紅外/微波檢測電路和光照強度檢測電路把信號發(fā)送給微處理器，當微處理器接收到紅外/微波檢測電路探測到有人移動，且光照強度檢測電路測量值低于設(shè)定值，則驅(qū)動所述LED光源點亮并自動持續(xù)若干時間。

延時結(jié)束前，若無新的信號觸發(fā)，則自動關(guān)閉所述LED光源，反之以最后一次觸發(fā)為起始點，順延亮燈時間。

當兩種狀態(tài)同時出現(xiàn)時，消防應(yīng)急照明狀態(tài)優(yōu)先于平時感應(yīng)照明。

根據(jù)本發(fā)明實施的多功能消防應(yīng)急照明和疏散燈具及智能控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

1、集日常感應(yīng)照明、消防應(yīng)急照明和疏散指示、火災(zāi)報警三套系統(tǒng)于一體。

2、同一盞燈具，同一個光源，降低綜合建設(shè)成本和運營維護成本。

3、解決了目前集中控制型消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)無精準信號來源的難題。

4、能夠協(xié)助滅火指揮進一步了解現(xiàn)場信息，尤其可對處于大火封堵區(qū)域進行人員搜尋跟蹤，并為施救提供準確位置。

5、能夠根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的實際情況，自動生成安全疏散路徑、安全突圍路徑和等待救援路徑，以及斷網(wǎng)脫機狀態(tài)下的自組型分布式控制。

6、日常照明為感應(yīng)式，節(jié)能效果好。

附圖說明：

圖1為實施例1的多功能消防應(yīng)急照明燈具的模塊圖。

圖2為實施例2的多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具的模塊圖。

圖3為實施例1的多功能消防應(yīng)急照明燈具的工作流程圖。

圖4為實施例2的多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具的工作流程圖。

圖5為實施例3的多功能消防應(yīng)急照明燈具的電路示意圖。

圖6為實施例3的多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具的電路示意圖。

圖7為實施例3的多功能消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具的總線通訊模塊（11）的電路圖。

圖8為實施例3的多功能消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具的信號采集模塊（13）的電路圖。

圖9為實施例3的多功能消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具的微處理器電路（25）和聲光報警電路（24）的電路圖。

圖10為實施例4的智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例1：

1、附圖1為本發(fā)明實施例1的多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）的模塊圖；

2、如附圖1所示，多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）由信號采集模塊（13）、微處理器電路（25）、聲光報警模塊（24）、LED光源（12）及總線通訊模塊（11）組成；

3、其中，LED光源（12）提供日常感應(yīng)照明或消防應(yīng)急照明；燈具采用三線制DC12~36V電源，通過總線通訊模塊（11）完成電源與通訊的同線傳輸。

4、總線接入燈具后，總線通訊模塊（11）分別完成電源與通訊的分離，經(jīng)系統(tǒng)保護電路（14）、總線取電電路（15）分別供給LED光源驅(qū)動（16）和系統(tǒng)工作電源（17）；系統(tǒng)工作電源（17）為信號采集模塊（13）、微處理器模塊（25）、聲光報警模塊（24）提供+3.3V以及+5V等工作電源，LED光源驅(qū)動（16）為LED光源（12）提供電力；經(jīng)總線方向自適應(yīng)電路（18）完成總線方向的自識別，由總線通訊接口電路（19）負責(zé)完成通訊功能。

5、日常情況下，當信號采集模塊（13）中紅外/微波感應(yīng)電路（23）檢測到燈具范圍內(nèi)有人員活動并同時光照強度檢測電路（22）檢測到環(huán)境光照未達到要求時，微處理器電路（25）發(fā)出指令開啟LED光源（12），反之則關(guān)閉LED光源（12），整個操作完成日常感應(yīng)照明功能。

6、消防狀態(tài)下，當信號采集模塊（13）中氣體/煙霧檢測電路（20）或溫度/濕度檢測電路（21）數(shù)據(jù)異常，微處理器電路(25)發(fā)出指令強制開啟LED光源及聲光報警模塊（24）并通過總線通訊接口電路（19）向應(yīng)急照明控制器（26）發(fā)送數(shù)據(jù)及地址，同時接收應(yīng)急照明控制器（26）的反饋指令完成相應(yīng)操作，整個操作完成消防應(yīng)急照明及火災(zāi)檢測報警的聯(lián)動功能。

在上述狀態(tài)下，多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）還可以通過紅外/微波感應(yīng)電路（23）檢測火災(zāi)現(xiàn)場或被困現(xiàn)場有無滯留人員，同時根據(jù)溫度/濕度檢測電路（21）判斷現(xiàn)場環(huán)境情況，微處理器電路（25）將此類數(shù)據(jù)上報至應(yīng)急照明控制器（26），為及時、準確、專業(yè)救援提供可靠數(shù)據(jù)支持。

附圖3為實施例1的多功能消防應(yīng)急照明燈具的工作流程圖。

如附圖3所示，首先，信號采集模塊（13）對各傳感器進行數(shù)據(jù)采集，判斷是否出現(xiàn)火災(zāi)情況（S1）。

若檢測到火災(zāi)信號，則微處理器電路（25）立即給出信號開啟LED光源（12）及聲光報警模塊（24）（S2）。

同時微處理器電路（25）將火災(zāi)信息上傳至應(yīng)急照明控制器（26）（S3）。

燈具接收到反饋指令后按指令改變當前狀態(tài)（S4）并判斷是否需要再次上傳信息（S5）。

若需要再次上傳信息，則微處理器電路（25）將火災(zāi)信息上傳至應(yīng)急照明控制器（26）（S3）；若無需再次上傳，則本流程結(jié)束。

若未檢測到火災(zāi)信號，則繼續(xù)判斷有無接收到指令信息（S7）。

若接收到指令信息，則執(zhí)行相應(yīng)指令，更改燈具狀態(tài)（S8），然后燈具接收到反饋指令后按指令改變當前狀態(tài)（S4）并判斷是否需要再次上傳信息（S5）。

若未接收到指令信息，則進入日常感應(yīng)模式，紅外/微波感應(yīng)電路（23）檢測燈具范圍內(nèi)有無人員活動（S9），若無人員活動則本流程結(jié)束。

若有人員活動，則繼續(xù)檢測當前環(huán)境光照強度是否滿足需要（S10）；若已滿足，則本流程結(jié)束；若不滿足，則開啟LED光源（12）（S11），本流程結(jié)束。

實施例2：

1、附圖2為本發(fā)明實施例2的多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）的模塊圖。

2、如附圖2所示，多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）由信號采集模塊（13）、微處理器電路（25）、聲光報警模塊（24）、LED光源（12）及總線通訊模塊（11）組成。

3、其中，LED光源（12）提供消防疏散指示照明；燈具采用三線制DC12~36V電源，通過總線通訊模塊（11）完成電源與通訊的同線傳輸。

4、總線接入燈具后，總線通訊模塊（11）分別完成電源與通訊的分離，經(jīng)系統(tǒng)保護電路（14）、總線取電電路（15）分別供給LED光源驅(qū)動（16）和系統(tǒng)工作電源（17）；系統(tǒng)工作電源（17）為信號采集模塊（13）、微處理器模塊（25）、聲光報警模塊（24）提供+3.3V以及+5V等工作電源，LED光源驅(qū)動（16）為LED光源（12）提供電力；經(jīng)總線方向自適應(yīng)電路（18）完成總線方向的自識別，由總線通訊接口電路（19）負責(zé)完成通訊功能。

5、當信號采集模塊（13）中氣體/煙霧檢測電路（20）或溫度/濕度檢測電路（21）檢測到異常數(shù)據(jù)時，多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具進入火災(zāi)檢測報警與消防應(yīng)急疏散模式；此模式下，微處理器電路（25）將火災(zāi)情況、火災(zāi)地址等信息通過總線通訊模塊（11）發(fā)送至應(yīng)急照明控制器（26），同時按應(yīng)急照明控制器（26）的反饋指令進行疏散指示照明及相應(yīng)報警。

6、在多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具進入火災(zāi)檢測報警與消防應(yīng)急疏散模式時，若燈具與應(yīng)急照明控制器（26）通訊受阻，無法完成數(shù)據(jù)上傳與接收，此時啟動自我控制模式，開啟聲光報警模塊（24）并向相鄰燈具發(fā)出火災(zāi)報警信息；相鄰燈具在接收到火災(zāi)報警信息后作出疏散方向判斷，自動完成消防疏散指示并同時向相鄰燈具發(fā)出火災(zāi)報警信息，逐級傳遞。

附圖4為實施例2的多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具的工作流程圖。

如附圖4所示，首先，信號采集模塊（13）對各傳感器進行數(shù)據(jù)采集，判斷是否出現(xiàn)火災(zāi)情況（S12）。

若檢測到火災(zāi)信號，則微處理器電路（25）立即將火災(zāi)信息上傳至應(yīng)急照明控制器（26）（S13）；等待接收反饋指令（S14）。

若燈具接收到反饋指令，則按指令改變當前狀態(tài)（S15）并判斷是否需要再次上傳信息（S16）；若需要再次上傳信息，則重復(fù)[0084]；若無需再次上傳，則本流程結(jié)束。

若燈具未接收到反饋指令，則開啟自控模式（S17）并向相鄰燈具發(fā)送自控指令（S18），本流程結(jié)束。

若未檢測到火災(zāi)信號，則燈具判斷是否接收到其他指令信息（S19），若無則本流程結(jié)束；若有則執(zhí)行相應(yīng)指令改變當前狀態(tài)（S20），本流程結(jié)束。

實施例3：

附圖5為多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）的電路示意圖；附圖6為多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）的電路示意圖；附圖7為多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）及多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）的總線通訊模塊（11）的電路圖；附圖8為信號采集模塊（13）的電路圖；附圖9為微處理器電路（25）及聲光報警模塊（24）的電路圖。

總線通過由保險絲F1、二極管D1組成的系統(tǒng)保護電路（14），經(jīng)電容C1、電容C2、電容C3濾波后分別進入由二極管D9、二極管D10、電容C18組成的總線取電電路（15）及由二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5組成的總線方向自適應(yīng)電路（18）。

經(jīng)總線取電電路（15）連接由電阻R13、電阻R14、電阻R5、二極管D7、電容C13、電感L1、電源芯片U2等組成的LED光源驅(qū)動（16）；該驅(qū)動電路中電阻R13、電阻R14完成燈具LED電流設(shè)定，電感L1為儲能電感，電容C13為濾波電容，電源芯片U2完成輸出電壓的調(diào)節(jié)及輸出電流的穩(wěn)定，通過電阻R5調(diào)節(jié)電流輸出比例而達到開燈、滅燈的功能，二極管D7保護電壓芯片U2正常工作。

經(jīng)總線取電電路（15）連接由電源芯片IC3、二極管D8、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電感L2組成的系統(tǒng)工作電源（17）；該電源中電阻R15、電阻R16的比值決定電路輸出電壓，電容C14、電容C15為濾波電容，電源芯片IC3完成將總線DC12-36V電源降壓至DC3.3V或DC5.0V供給后續(xù)模塊使用。

經(jīng)總線方向自適應(yīng)電路（18）連接由接口芯片IC1、二極管D6、電阻R1、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7組成的總線通訊接口電路（19）；電容C4、電容C5、電容C6、電容C7起到濾波作用，通過二極管D6、電阻R1設(shè)定接口芯片IC1的輸出電流大小，接口芯片IC1完成總線數(shù)據(jù)的解調(diào)并發(fā)送給微處理器電路（25），微處理器電路（25）發(fā)送至接口芯片IC1并由其調(diào)制后發(fā)送至應(yīng)急照明控制器（26）。

在正常工作模式下，微處理器IC2實時采集各傳感器的數(shù)據(jù)，當檢測到氣體/煙霧傳感器數(shù)據(jù)異常時，微處理器IC2通過R5開啟LED光源（12）、通過導(dǎo)通三極管Q2完成報警功能，同時將火災(zāi)地址、火災(zāi)情況等信息發(fā)送至應(yīng)急照明控制器（26）并等待接收應(yīng)急照明控制器（26）的反饋指令，按指令完成進一步動作。

在消防狀態(tài)下，紅外/微波傳感器U5可檢測燈具范圍內(nèi)有無人員活動，光照強度傳感器U4及溫度/濕度傳感器可檢測當前環(huán)境照度、溫度、濕度等信息，通過接口芯片IC1由微處理器電路（25）發(fā)送至應(yīng)急照明控制器（26），為及時、準確、專業(yè)救援提供可靠數(shù)據(jù)支持。

在多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）中，若燈具在上報異常數(shù)據(jù)后無法得到回應(yīng)，則判斷為總線線路故障，與應(yīng)急照明控制（26）數(shù)據(jù)傳輸中斷；此情況下則由燈具本身做出操作：開啟或關(guān)閉LED光源（12）與聲光報警模塊（24），同時向相鄰燈具發(fā)送數(shù)據(jù)；相鄰燈具收到數(shù)據(jù)后作出疏散方向判斷，自動完成消防疏散指示并同時再向相鄰燈具發(fā)出火災(zāi)報警信息，逐級傳遞。

實施例4：

附圖10為本發(fā)明實施例4的智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。

如附圖10所示，智能控制系統(tǒng)包含總線、應(yīng)急照明控制器（26）以及與上述應(yīng)急照明控制器（26）連接在同一總線上的數(shù)盞多功能消防應(yīng)急照明燈具（10）或多功能消防應(yīng)急疏散指示燈具（9）。