CN102542717A - 一种防火安全警示自救***与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消防和安全应急技术领域，具体涉及一种防火安全警示自救***与方法。由多个可互连的单元信号监测警示器1、传感信号收发送器2、便携式救生信号器3、信息处理中心单元4、公共通信网5及其他通信终端6和119消防部门与***7以及联动消防***8并形成通信链路组成***。提供一种实时、动态监测和指挥的多路径分布式信息采集与发布***，在改善现有***的缺陷同时，可以及时发布指导救灾和自救的实时信息，对于每家每户没有灾情及安全监测装置与***的大部分建筑，尤其是关系到千家万户普通百姓生命安全，却都没有消防监控***的居民区，可以从本质上改变现有的防灾、救灾能力，实时自动进行监测、报警及让每户每人都能了解灾情状况和自身的处境，并及时动态指导自救。

Description

一种防火安全警示自救***与方法

技术领域

本发明涉及消防和安全应急技术领域，具体涉及一种防火安全警示自救***与方法。

背景技术

2010年11月15日上海静安区胶州路728号的一幢28层民宅发生严重火灾。消防部门接警后立刻出动25个消防中队、百余辆消防车投入灭火抢救行动，紧急疏散和救助了附近居民百余人。截至16日上午，火灾已经导致53人遇难。目前，仍有70人正在医院接受治疗，其中17人伤势严重。在这一次的火灾当中，逃生者在楼道里头只死亡了一个，消防人员最后救出了160人，包括自己逃生的。几乎剩下的死者全是在室内的，最触目惊心的是，居然有一个2楼的三个人死在卫生间里头，他要逃生是完全可以活下来的。假如，每户人家有一个小装置，在第一时间能够向室内人员报警，告诉他们火警的情况和如何自救的指导，那么悲剧可能就会避免。

痛定思痛，警钟长鸣。这场火灾和其它已经发生的城市公共安全事件警示人们，快速城镇化过程中必须充分认识到各种潜在的巨大安全风险，一方面要科学地做好规划布局，分散风险点以减少发生连锁反应的概率；另一方面要切实做好高层建筑、老旧小区、城中村、厂中村等风险高度集聚点的安全防范工作，尤其要确保防灾减灾人力物力的充分配置，决不能因为这是“世界性难题”而无所作为。

目前三种情况①有消防和监控***的基本是集中管理控制***火灾现场火警点与控制中心通信，集中报警；②简单的消防设施设备在火灾出现时无监测报警设备进行报警，靠火灾现场人员去操作相关消防设备(如消防栓、水带及灭火器等)，需要专业队伍或专业知识的人员在现场；③一些老旧建筑特别是居民区的建筑，几乎没有消防设备，更没有监测装置。

即便有消防设施与***的也存在不少缺陷，如200510011727.0专利《无线消防监控报警***》说明书第3页15至第4页4行所述“目前，国内大、中城市的绝大多数重点单位和部门均在其重点防火部位安装有自动报警监控***，用于本单位和部门的火警监控。这类***主要由火灾探测传感器和报警控制主机组成，探测传感器包括烟感、温感及煤气探头等探测设备，它们发布在各个火情监控点。当探测到火情时，探头向控制主机发送报警信息，控制主机扬声器发送声音报警，由值班人员根据火情进行判断和处理(拨打119消防指挥中心电话)。这类***一般都局限在本单位内，且需人员值守，由人工向119消防指挥中心拨号，报警延迟时间较长。

根据本发明申请人对有关技术资料及专利文献的查阅及检索，迄今已有一些申报过专利的技术内容对上述监控***作出了改进，如专利申请号为96120930的《防火自动警报通讯***》、专利申请号为95240285的《火警联网自动报警装置》、专利号为01106300的《广域智能化多媒体消防指挥***》、申请号为00113958的《城市火警自动报警、处警网络***》。

但它们都是通过有线传输方式进行报警或人工报警，将报警信息发回中心，但在这样的情况下，当有灾情发生时，由于有线设备可能已经因为火灾而损坏和人为的疏忽，往往不可以第一时间获取报警信息，这样会造成灾情的严重性。”正如发明人在说明书第4页7至9行所述“无线消防监控报警***利用移动通信网络通过GPRS及GSM短信息两种方式的传输渠道实现火警报警。”即为，将原来有线方式的***改为GPRS及GSM短信息两种方式的传输渠道实现火警报警的***。

专利申请号为20091005384.6《消防监控装置的数据采集***》第3页20至23行所述“本发明的目的是提供一种新型的消防网络监控数据采集***，***对各种消防的设备和各种现场总线接口的监控数据进行分析处理，生成统一的通信数据帧，上传给上位监控主机。此发明解决了目前各消防设备或者总线组网后不能统一以一种标准的通信端口上传数据给上位监控主机。”也是对原有的消防及监控设备进行改进，统一通信接口解决不同设备上传数据的问题。

可见，上述两个技术方案依然都是由现场监测传感器到消防值班中心再到119消防部门的集中式信息***模式，也就是说现有技术对消防监控***技术状况没有实质性改观。

本发明一方面针对上述技术缺陷提供一种实时、动态监测和指挥的多路径分布式信息采集与发布***，在改善现有***的缺陷同时，可以及时发布指导救灾和自救的实时信息，不仅可以实现现场外能够了解现场的灾情状况，更重要的是每户都能第一时间了解灾情及救生的最佳方式。特别是对于每家每户没有灾情及安全监测装置与***的大部分建筑，尤其是关系到千家万户普通百姓生命安全，却都没有消防监控***的居民区，可以从本质上改变现有的防灾、救灾能力，实时自动进行监测、报警及让每户每人都能了解灾情状况和自身的处境，并及时动态指导自救。

发明内容

目前，中国与全球一样由于电器和燃气的普及，消防设施的匮乏和缺陷，再加上老百姓消防和自救知识短缺，增加了火灾的概率与风险。为了从本质上改变现有的防灾、救灾能力，本发明提供一种简单实用、经济有效的***与方案，实现实时、动态监测和指挥的多路径分布式信息采集与发布***，实现实时自动逐户进行监测、报警及让每户每人都能了解灾情状况和自身的处境，并及时动态指导自救。

本发明技术方案具体内容为，提出一种防火安全警示自救***与方法是由多个可互连的单元信号监测警示器、传感信号收发送器、便携式救生信号器、信息处理中心单元、公共通信网及其他通信终端和119消防部门与***以及联动的消防***并通过握手协议和接力方式形成通信链路组成***；其方法是，当传感信号收发送器收到异常情况的感应信号时，发送给单元信号监测警示器，由单元信号监测警示器签收信息后发出警示信息，并将相应异常信息发送给便携式救生信号器和相邻的单元信号监测警示器直至发送到信息处理中心单元，信息处理中心单元自动或人工通过公共通信网组成联系119消防部门与***并发出指挥及救生信息给各单元信号监测警示器和相应的便携式救生信号器，便携式救生信号器收到相应异常信息后，调出预存的救生指导信息或收到信息处理中心单元发出的救生指导信息，以图文和语音方式及时按设置的时间节拍进行播放同时向预先设定的其他通信终端发出相应异常及警示信息。

提出的一种防火安全警示自救***与方法中所述单元信号监测警示器由嵌入式单片微处理***、存储器、单元ID编码器、通信路径选择器、时钟电路、通信驱动模块、语音生成器、I/O驱动模块、模/数转换电路、信息帧生成器、优先级判别器、电源供应器、总线、无线收发器、室外单元通信接口、标准通信接口、操作面板、显示器、语音播放器、指示灯以及传感器组成；单元信号监测警示器按设定的时间节拍工作，先与相邻单元信号监测警示器和相关配套装置形成通信路径并存于单元ID编码器中，每次收到信号时查对单元ID编码器中的ID编码与路径确认自己是收信人后，由优先级判别器按预先设置的分级处理方式进行报警与救生指导以及发送相应信息。其特征是单元信号监测警示器安装完成并通电后，嵌入式单片微处理***首先按程序设置进行初始化工作，并将人工或由信息处理中心单元自动设置的本单元信号监测警示器装置ID编码存储在单元ID编码器中，调用存储器中预置的参数表相关信息，通过信息帧生成器生成联络信息帧，由通信驱动模块分别经由无线收发器与相邻节点单元信号监测警示器联络并存储联络结果及相邻节点单元信号监测警示器的ID编码，再经由室外单元通信接口与室外相应单元信号监测警示器通信联络并保存相应数据和ID编码，还通过无线收发器与便携式救生信号器联络并保存相应信息及ID编码在单元ID编码器中；并且通过标准通信接口及公共通信网与其他通信终端联络，建立通信路径。其时间节拍是各装置在工作时将每个任务周期至少分成监听信号时间段和接收信号时间段、信息处理时间段、警示信息更新时间段、发送信息时间段，每个时间段根据其工作量设定相应的工作时间，而且相邻单元的收发时间段是错开的。

在一种防火安全警示自救***与方法中所述传感信号收发器由微处理器、存储器、时钟电路、电源供应器、标准通信接口、模/数转换电路、无线收发器、警示器以及传感器组成并与单元信号监测警示器以有线和无线方式连通；其工作方法是微处理器通过传感器按设置时间节拍采集的相应信号及由模/数转换电路转换成数字信号，根据程序及预存的参数对比表和判别方法进行分析判别，发现信号异常时，存储相应信息及时间信息并按设置的时间节拍发送相应信息，同时启动警示器进行报警提示。

在一种防火安全警示自救***与方法中所述便携式救生信号器由嵌入式单片微处理器、存储器、时钟电路、电源管理供应器、信息帧生成器、模/数转换电路、I/O驱动模块、通信驱动模块、总线、传感器、键控器、显示器及指示灯、语音电路及播放器、无线收发器、无线通信模块及外接通信口组成，以无线方式与单元信号监测警示器、传感信号收发器、信息处理中心单元以及通过公共通信网与其他通信终端相连。其工作方法是先与单元信号监测警示器建立通信路径并预存与其他通信终端的通信路径，按程序设置的方式定时由嵌入式单片微处理器通过模/数转换电路和传感器进行现场环境监测，发现异常信号或收到键控器发出呼救信号时，立即调出预案并发出警示信息，在灾情发生时，根据传感器的人体感应信号传感器采集的信号判断周边是否有人，并将相应信息和通过单元信号监测警示器的ID编码确定的位置信息一起发出；若现场有人，可以携带本便携式救生信号器装置逃生，在移动中，本便携式救生信号器装置在发出救生指导信息的同时按时间节拍接收经过地区的室外单元信号监测警示器的ID编码信号，并随时更新信息及时发送出去，收到的指挥信息将及时按时间节拍更新并播出。

在一种防火安全警示自救***与方法中所述信息处理中心单元由嵌入式微计算机***、指挥信息生成模块、通信驱动模块、存储器、巡更信号生成器、楼况单元分布信息模块、I/O驱动模块电源、总线、消防联动信号生成器及无线收发器、无线通信模块、标准通信接口、指挥操控面板、显示器、语音器组成；其工作方法是先检查通信链路的连接路径，由楼况单元分布信息模块生成楼况单元分布状况信息表，提示值班人员，嵌入式微计算机***按指挥操控面板输入的操控指令修改预置信息，调整链路节点单元之间的通信路径，正常工作时，按设定的时间节拍进行巡更，以此检查***及各单元的运行状态；通过楼况单元分布信息模块动态生成显示楼况单元分布及灾情位置和灾情状况信息，发送相应的指挥信息和报警信息。

本发明一种防火安全警示自救***与方法，其***组成的特征是相对应每户室内安装的单元信号监测警示器再安装一个室外单元信号监测警示器并通过无线收发器、室外单元通信接口及标准通信接口采用有线或无线方式连通，确保室外环境的有效监测同时也保证了双路径的构建。

本发明一种防火安全警示自救***与方法的特征是所述传感器为烟雾传感器、人体感应信号传感器、温度传感器、有害气体传感器以及其他安全信号传感器的至少其中的两种；所述其他通信终端为基于公共通信网的移动通信终端和有线通信固定终端，其公共通信网为公共电信商业通信网；所述联动的消防***为原有的消防***与设施。

本发明一种防火安全警示自救***与方法，其***组成的特征是在***安装时，人工按设定方式设置单元信号监测警示器的ID编码并与所在房屋或区域位置的编号相关联以及设置安装一个以上的传感信号收发器，当前单元信号监测警示器安装正常后，再安装下一节点单元，安装完成并正常后设置与先前已经安装单元信号监测警示器进行通信建立通信路径，可以是有线和无线的至少一种方式保持信息连通的路径并成为相邻节点单元信号监测警示器，相邻节点单元信号监测警示器的识别是通过设置的节点单元信号监测警示器的ID编码或通过信息处理中心单元调整指定的节点单元信号监测警示器的ID编码，对于具有多个相邻节点单元信号监测警示器的路径选择优先级顺序由信息处理中心单元自动或人工设定。

本发明一种防火安全警示自救***与方法，其***运行和控制方法的特征是***组成后，各单元信号监测警示器装置在无感应或操控信号及收发信号和巡更时钟信号时处于闲眠和等待状态，当收到信息即遇到时钟信号、感应信号和操控信号及无线收发信号时，激活此相应单元信号监测警示器装置，由此单元信号监测警示器装置向配套的便携式救生信号器以及相邻的下一节点单元信号监测警示器发送相应信息直至信息处理中心单元，在此单元信号监测警示器向相邻的下一节点单元信号监测警示器发送相应信息并收到相应签收信息后，再读取新的感应信号按预先设置的时间节拍实时发送相应信息，同时便携式救生信号器收到相应信号后，以短信消息方式由通信驱动模块及无线通信模块通过公共通信网向信息处理中心单元及预先设置的其他通信终端发送相关信息；信息处理中心单元定时发送巡更信号，检测和测试***各单元信号监测警示器和配套装置及信息路径的正常状态和可靠性，其定时巡更信号为周期性发送，周期间隔由信息处理中心单元设定。

本发明一种防火安全警示自救***与方法所述通过握手协议和接力方式形成通信链路的特征是每个节点单元信号监测警示器在收到相邻节点单元信号监测警示器信息时，发回一个按预先协议约定的格式及至少含有该单元信号监测警示器相应ID编码内容的签收信息，并向该单元信号监测警示器相邻的下一节点单元信号监测警示器发送相应信息，以此继续至信息处理中心单元，若单元信号监测警示器向相邻的下一节点单元信号监测警示器发送相应信息后，在规定时间内没有收到发回的签收信息，则按顺序选取在单元ID编码器中下一个路径继续发送相应信息，若一直无法连通单元信号监测警示器，则单元信号监测警示器通知便携式救生信号器，由便携式救生信号器以短信消息方式通过通信驱动模块及无线通信模块经过公共通信网向信息处理中心单元发送单元信号监测警示器存在故障或异常的报告信息，信息处理中心单元按设置时间节拍向单元信号监测警示器相邻的下一节点单元信号监测警示器发出继续链接或巡更的指令信息，同时安排对单元信号监测警示器进行检测和现场处理。

本发明具有显著的有益效果，主要归纳为：

1.现有技术方案基本上都是基于由现场监测传感器到消防值班中心，再到119消防部门，再到用户的集中式信息***模式，时效性差***可靠性低，影响施救效果的严重缺陷，本发明技术方案从本质上改变了现有技术的上述缺陷，实现了实时、动态分布式监测信息采集和报警指挥的多路径分布式信息发布，简单易行，安全可靠。

2.本发明技术方案实现了分布式多路径并行交互信息，及时、可靠发出报警信息和发布指导救灾和自救的实时信息，不仅可以实现在现场外能够了解现场内的灾情状况，更重要的是每户都能第一时间了解灾情及救生的最佳方式，还可以根据收到的信息及时就近参与灭灾行动，有效阻止灾情扩大。

3.本发明技术方案有益效果特别是对于每家每户没有防灾灭灾***及安全监测装置的大部分建筑，能够用极低成本实现有效的安全监测、报警以及在发生灾情时，让每户每人都能了解灾情状况和自身的处境并及时动态指导自救。

4.本发明技术方案简单实用、经济有效，不仅是防火消防的有效信息***，而且可以根据安装的传感器的不同功能，即可实现其他安防效果。

附图说明

图1是防火安全警示自救***构建示意图；

图2是单元信号监测警示器功能原理框图；

图3是传感信号收发器功能原理框图；

图4是便携式救生信号器功能原理框图；

图5是信息处理中心单元功能原理框图。

具体实施方式

作为实施例子，以消防监控***为背景，结合附图对一种防火安全警示***与方法的具体实施方式给予说明，但是，本发明的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。

图1是防火安全警示自救***构建示意图，从图中可以看到，一种防火安全警示***与方法是由多个可互连的单元信号监测警示器1、传感信号收发送器2、便携式救生信号器3、信息处理中心单元4、公共通信网5及其他通信终端6和119消防部门与***7以及联动消防***8并通过握手协议即本例中设为接收信号方确认后发回一个签收信息和接力方式即本例中按通信链路每个节点都是把确认的信息发送给相邻的下一个节点形成至少一条通信链路并由此组成***；其具体方法是，当传感信号收发送器2收到异常情况的感应信号时，发送给单元信号监测警示器1，由单元信号监测警示器1签收信息后发出警示信息，并将相应异常信息发送给便携式救生信号器3和相邻的单元信号监测警示器1N直至发送到信息处理中心单元4，信息处理中心单元4自动或人工通过公共通信网组成5联系119消防部门与***7并发出指挥及救生信息给各单元信号监测警示器1M和相应的便携式救生信号器3M，便携式救生信号器3收到相应异常信息后，调出预存的救生指导信息或收到信息处理中心单元4发出的救生指导信息，以图文和语音方式及时按设置的时间节拍进行播放同时向预先设定的其他通信终端6发出相应异常及警示信息。

图2是单元信号监测警示器功能原理框图，参考图2可知单元信号监测警示器1由嵌入式单片微处理***11、存储器12、单元ID编码器13、通信路径选择器14、时钟电路15、通信驱动模块16、语音生成器17、I/O驱动模块18、模/数转换电路19、信息帧生成器110、优先级判别器111、电源供应器112、总线113、无线收发器61、室外单元通信接口62、标准通信接口63、操作面板81、显示器82、语音播放器83、指示灯84以及传感器91组成；单元信号监测警示器1按设定的时间节拍工作，先与相邻单元信号监测警示器1N和相关配套装置形成通信路径并存于单元ID编码器13中，每次收到信号时查对单元ID编码器13中的ID编码与路径确认自己是收信人后，由优先级判别器111按预先设置的分级处理方式进行报警与救生指导以及发送相应信息。其功能实现方式是，单元信号监测警示器1安装完成并通电后，嵌入式单片微处理***11首先按程序设置进行初始化工作，并将人工或由信息处理中心单元4自动设置的本单元信号监测警示器1装置ID编码存储在单元ID编码器13中，调用存储器12中预置的参数表相关信息，通过信息帧生成器110生成联络信息帧，由通信驱动模块16分别经由无线收发器61与相邻节点单元信号监测警示器1N联络并存储联络结果及相邻节点单元信号监测警示器1N的ID编码，再经由室外单元通信接口62与室外相应单元信号监测警示器1N2通信联络并保存相应数据和ID编码，还通过无线收发器61与便携式救生信号器3联络并保存相应信息及ID编码在单元ID编码器13中；并且通过标准通信接口63及公共通信网5与其他通信终端6联络，建立通信路径。所有路径由软件程序自动交互建立，完成后本单元信号监测警示器1装置进入休眠等待状态及按程序预先设置的时间周期进行定时巡检工作。当传感器91收到异常信号或无线收发器61或室外单元通信接口62或标准通信接口63收到信息时，嵌入式单片微处理***11被激活，调用程序和预置的参数表数据分析所接收的信息，根据优先级111判别异常信号及相应预案的优先级，并按优先级调用相应处理程序，分级处理按时间节拍传送信息、实时检测、报警及指导救生；若是异常信号时，向便携式救生信号器3和根据单元ID编码器13中ID编码形成的通信路径并依据优先级顺序通过通信路径选择器14逐次选择路径按时间节拍向相邻节点单元信号监测警示器1N、信息处理中心单元4以及其他通信终端6和119消防部门与***7发送由信息帧生成器110生成的相应的信息，同时分析异常信息的ID编码所在位置，调出预存的相应救生预案通过I/O驱动模块18驱动显示器82和指示灯84发出警示信息，同时由语音生成器17调用和生成相应的语音信息通过I/O驱动模块18驱动语音播放器83进行播放，按时间节拍报警并指导救生；其时间节拍是各装置在工作时将每个任务周期至少分成监听信号时间段和接收信号时间段、信息处理时间段、警示信息更新时间段、发送信息时间段，每个时间段根据其工作量设定相应的工作时间，而且相邻单元的收发时间段是错开的。

图3为传感信号收发器功能原理框图表示传感信号收发器2由微处理器21、存储器22、时钟电路23、电源供应器24、标准通信接口25、模/数转换电路26、无线收发器27、警示器28以及传感器261组成并与单元信号监测警示器1以有线和无线方式连通；其功能方法是传感信号收发器2安装在现场需监测的位置上并通过无线收发器27或标准通信接口25与单元信号监测警示器1保持信号接收路径的连通，微处理器21通过传感器261按设置时间节拍采集的相应信号及由模/数转换电路26转换成数字信号，根据程序及预存的参数对比表和判别方法进行分析判别，发现信号异常时，存储相应信息及时间信息并按设置的时间节拍发送相应信息，同时启动警示器28进行报警提示；在正常监测过程中，会收到其他装置的无线信号，微处理器21根据参数表进行比对分析，如果发现无线收发器27收到单元信号监测警示器1发出的自检信号时，将根据本传感信号收发器2装置的状态信息按程序设置方式发送相应检测应答信息。

从图4便携式救生信号器功能原理框图可看到便携式救生信号器3由嵌入式单片微处理器31、存储器32、时钟电路33、电源管理供应器34、信息帧生成器35、模/数转换电路36、I/O驱动模块37、通信驱动模块38、总线39、传感器361、键控器371、显示器及指示灯372、语音电路及播放器373、无线收发器381、无线通信模块382及外接通信口383组成，以无线方式与单元信号监测警示器1、传感信号收发器2、信息处理中心单元4以及通过公共通信网5与其他通信终端6相连。其工作方法是将便携式救生信号器3放置在确保与单元信号监测警示器1通信畅通且显见及易操控的位置，加电后嵌入式单片微处理器31完成***初始化之后，首先与单元信号监测警示器1建立通信路径并预存与其他通信终端6的通信路径，包括利用公共通信网5连接的相应终端的路径；正常工作时，按程序设置的方式定时由嵌入式单片微处理器31通过模/数转换电路36和传感器361进行现场环境监测，发现异常信号或收到键控器311发出呼救信号时，立即调出预案并通过I/O驱动模块37及显示器及指示灯372、语音电路及播放器373发出警示信息，同时由信息帧生成器35生成相应信息通过通信驱动模块38及无线收发器381、无线通信模块382和外接通信口383发送相应信息。在灾情发生时，根据传感器361的人体感应信号传感器采集的信号判断周边是否有人，并将相应信息和通过单元信号监测警示器1的ID编码确定的位置信息一起由信息帧生成器35生成短信及相应格式信息经由通信驱动模块38及无线收发器381、无线通信模块382和外接通信口383发出；若现场有人，可以携带本便携式救生信号器3装置逃生，在移动中，本便携式救生信号器3装置在发出救生指导信息的同时按时间节拍接收经过地区的室外单元信号监测警示器1N的ID编码信号，并随时由信息帧生成器35更新信息及时通过通信驱动模块38及无线收发器381、无线通信模块382和外接通信口383发送出去，本便携式救生信号器3装置收到的指挥信息将及时通过I/O驱动模块37及显示器及指示灯372、语音电路及播放器373按时间节拍更新并播出；本便携式救生信号器3装置的电源管理供应器34发现电源电力不足时，提前预警提示。

图5是信息处理中心单元功能原理框图，给出了信息处理中心单元4由嵌入式微计算机***41、指挥信息生成模块42、通信驱动模块43、存储器44、巡更信号生成器45、楼况单元分布信息模块46、I/O驱动模块47电源48、总线49、消防联动信号生成器410及无线收发器431、无线通信模块432、标准通信接口433、指挥操控面板471、显示器472、语音器473组成。其功能实现方式为，信息处理中心单元4加电并***初始化后，首先检查通信链路的连接路径，由楼况单元分布信息模块46生成楼况单元分布状况信息表，通过I/O驱动模块47及指挥操控面板471、显示器472、语音器473提示值班人员，嵌入式微计算机***41按指挥操控面板471输入的操控指令修改预置信息，调整链路节点单元之间的通信路径通知相应节点单元并交由楼况单元分布信息模块46生成新的楼况单元分布信息表及更新显示与提示内容。信息处理中心单元4正常工作时，按设定的时间节拍由巡更信号生成器45生成巡更信号并由通信驱动模块43及无线收发器431、无线通信模块432、标准通信接口433发送并进行巡更和按设定时间回收链路的签回信息，以此检查***及各单元的运行状态；发现异常时，由楼况单元分布信息模块46生成单元异常分布信息表通过I/O驱动模块47及指挥操控面板471、显示器472、语音器473发出异常指示，指导值班人员检查和维修；当嵌入式微计算机***41通过通信驱动模块43及无线收发器431、无线通信模块432、标准通信接口433收到发来的信息时，程序调用预先设置的处理预案数据，通过楼况单元分布信息模块46动态生成显示楼况单元分布及灾情位置和灾情状况信息，通过指挥信息生成模块42根据预先设置的处理预案数据分析生成指挥信息，经由I/O驱动模块47及指挥操控面板471、显示器472、语音器473发布，同时通过通信驱动模块43及无线收发器431、无线通信模块432、标准通信接口433按预先设定的时间节拍发送相应的指挥信息和报警信息，无线通信模块432自动按设置顺序通过公共通信网5向119消防部门与***7和其他通信终端6发送相应信息，以及由消防联动信号生成器410生成相应联动控制信号通过标准通信接口433发给联动消防***8。

本发明技术方案其***链路组成设计为，对应每户室内安装的单元信号监测警示器1A1再安装一个室外单元信号监测警示器1A2并通过无线收发器61、室外单元通信接口62及标准通信接口63采用有线或无线方式连通，确保室外环境的有效监测同时也保证了双路径的构建。并且，全部相连后至少保持有一条以上的信息通道连至信息处理中心单元4；为了有效连接，可以在***安装时人工设置或由信息处理中心单元4通过操控面板调整互连拓扑结构和路径，当前单元信号监测警示器1A的每个可连通的相邻节点的单元信号监测警示器1N的ID编码均存储在当前单元信号监测警示器1A的单元ID编码器13中并报送给信息处理中心单元4。

本发明技术方案所述传感器设计为烟雾传感器、人体感应信号传感器、温度传感器、有害气体传感器以及其他安全信号传感器的至少其中的两种，根据***整体功能要求进行组配，本例以防火消防为背景所以采用烟雾传感器、人体感应信号传感器、温度传感器。

所述其他通信终端6为基于公共通信网的移动通信终端和有线通信固定终端，其公共通信网5为公共电信商业通信网，本例采用GSM移动通信网和GSM手机模块及手机作为无线通信模块和移动通信终端。

所述联动消防***8为原有的消防***与设施，如果***安装地域原来具有可控的消防***，将联动控制方式与信号预置在救灾预案中，出现灾情时可根据监测数据和救灾预案中设定的相应联动控制信号向联动消防***8发出控制信息。

本发明技术方案在其***组成安装时，人工按设定方式设置单元信号监测警示器1的ID编码并与所在房屋或区域位置的编号相关联以及设置安装一个以上的传感信号收发器2，当前单元信号监测警示器1安装正常后，再安装下一节点单元，安装完成并正常后设置与先前已经安装单元信号监测警示器1N进行通信建立通信路径，可以是有线和无线的至少一种方式保持信息连通的路径并成为相邻节点单元信号监测警示器1M，相邻节点单元信号监测警示器1M的识别是通过设置的节点单元信号监测警示器1M的ID编码或通过信息处理中心单元4调整指定的节点单元信号监测警示器1M的ID编码，对于具有多个相邻节点单元信号监测警示器的路径选择优先级顺序由信息处理中心单元4自动或人工设定。

本发明技术方案的***，其运行和控制方法采取***组成后，各单元信号监测警示器1装置在无感应或操控信号及收发信号和巡更时钟信号时处于闲眠和等待状态，当收到信息即遇到时钟信号、感应信号和操控信号及无线收发信号时，激活此相应单元信号监测警示器1装置，由此单元信号监测警示器1装置向配套的便携式救生信号器3以及相邻的下一节点单元信号监测警示器1N发送相应信息直至信息处理中心单元4，在此单元信号监测警示器1向相邻的下一节点单元信号监测警示器1N发送相应信息并收到相应签收信息后，再读取新的感应信号按预先设置的时间节拍实时发送相应信息，同时便携式救生信号器3收到相应信号后，以短信消息方式由通信驱动模块38及无线通信模块382通过公共通信网5向信息处理中心单元4及预先设置的其他通信终端6发送相关信息；信息处理中心单元4定时发送巡更信号，检测和测试***各单元信号监测警示器1N和配套装置及信息路径的正常状态和可靠性，其定时巡更信号为周期性发送，周期间隔由信息处理中心单元4设定。

本发明技术方案，其***链路的形成与通信方法采用握手协议和接力方式形成通信链路的特征是每个节点单元信号监测警示器1N在收到相邻节点单元信号监测警示器1A信息时，发回一个按预先协议约定的格式及至少含有该单元信号监测警示器1N相应ID编码内容的签收信息，并向该单元信号监测警示器1N相邻的下一节点单元信号监测警示器1K发送相应信息，以此继续至信息处理中心单元4，若单元信号监测警示器1N向相邻的下一节点单元信号监测警示器1K发送相应信息后，在规定时间内没有收到发回的签收信息，则按顺序选取在单元ID编码器13中下一个路径继续发送相应信息，若一直无法连通单元信号监测警示器1K，则单元信号监测警示器1N通知便携式救生信号器3N，由便携式救生信号器3N以短信消息方式通过通信驱动模块38及无线通信模块382经过公共通信网5向信息处理中心单元4发送单元信号监测警示器1K存在故障或异常的报告信息，信息处理中心单元4按设置时间节拍向单元信号监测警示器1K相邻的下一节点单元信号监测警示器1L发出继续链接或巡更的指令信息，同时安排对单元信号监测警示器1K进行检测和现场处理。具体示意性应用举例如下：

设定：单元信号监测警示器A的设备编号为5016，单元信号监测警示器A1的设备编号为5035，A用户在3号楼202室，单元信号监测警示器A的ID编码为01632020，室外单元信号监测警示器A1的ID编码为03532021；B用户在3号楼605室，单元信号监测警示器B的设备编号为5233，单元信号监测警示器B1的设备编号为5517，单元信号监测警示器B的ID编码为23336050，室外单元信号监测警示器B1的ID编码为51736051。

假定：ID编码设计方法为，单元信号监测警示器设备号后3位+楼号+房号，室内单元信号监测警示器ID编码末位为偶数本例为0，对应的室外单元信号监测警示器ID编码末位为奇数本例为1，发送信息为ID编码+信息类别+程度代码，本例设定类别为火警1、求救2、巡更3等；程度代号为危重1、危情2、提警3等。

当用户B单元信号监测警示器B收到传感信号收发器发出的报警信号时，通知相应的便携器救生信号器3B，同时单元信号监测警示器B和单元信号监测警示器B1均发送报警信息给相邻单元信号监测警示器至信息处理中心单元4，在接力传送中，每个接力节点单元信号监测警示器均收到此报警信息，用户A的室外通信链路经过3次接力即可收到报警信号，在接力转发同时发送给相应的便携器救生信号器3A。便携器救生信号器3收到报警信息2333605012，解码并调用预案后发出警示信息，3号楼605室室内有危重火警，请迅速从楼梯撤离，用户A可以根据提示撤离。

若上述情况为，用户A出现灭情，用户B的单元信号监测警示器B收到报警信息0163202012，解码并调用预案后发出警示信息，3号楼202室室内有危重火警，请淋湿后迅速从消防楼梯撤离。

若用户B的便携器救生信号器3B收到报警信息为0163202112，解码并调用预案后，发出警示信息，3号楼2层室外有危重火警，请淋湿后转至3层或直接由窗户安全逃生；或警示请协助用本楼层消防设施进行施救，注意自身安全；或警示请关闭电、气开关，关闭户门，防止烟火窜入，设法从窗外逃生及向窗外提示救援等。同时便携器救生信号器3B按时间节拍，不断发出灭情及求救信息给信息处理中心单元4和119消防部门7以及其他通信终端6如亲人、同事、朋友的手机。便携器救生信号器3B也可以收到信息处理中心单元4的指挥信息，用户可按指挥信息进行救生和逃生。由于每个用户在第一时间及时了解到灭情和相应警示信息，可以从容面对，有效应对和处理，及时救生和逃生，最大程度减灭情的危害，减少伤亡和损失；如果有一个几百元的本发明装置，在上述技术背景第一段提到的悲剧就可以避免或减轻。

本发明技术方案有益效果显著，特别是对于每家每户没有防灾灭灾***及安全监测装置的大部分建筑，能够用极低成本实现有效的安全监测、报警以及在发生灾情时，让每户每人都能了解灾情状况和自身的处境并及时动态指导自救。

本发明技术方案通过上述具体实施方式及举例说明，可以得知本发明技术方案简单实用、经济有效，不仅是防火消防的有效信息***，而且可以根据安装的传感器的不同功能，即可实现其他安防效果。

Claims (10)

1.一种防火安全警示自救***与方法是由多个可互连的单元信号监测警示器1、传感信号收发送器2、便携式救生信号器3、信息处理中心单元4、公共通信网5及其他通信终端6和119消防部门与***7以及联动消防***8并通过握手协议和接力方式形成通信链路组成***；其方法是，当传感信号收发送器2收到异常情况的感应信号时，发送给单元信号监测警示器1，由单元信号监测警示器1签收信息后发出警示信息，并将相应异常信息发送给便携式救生信号器3和相邻的单元信号监测警示器1N直至发送到信息处理中心单元4，信息处理中心单元4自动或人工通过公共通信网组成5联系119消防部门与***7并发出指挥及救生信息给各单元信号监测警示器1M和相应的便携式救生信号器3M，便携式救生信号器3收到相应异常信息后，调出预存的救生指导信息或收到信息处理中心单元4发出的救生指导信息，以图文和语音方式及时按设置的时间节拍进行播放同时向预先设定的其他通信终端6发出相应异常及警示信息。

2.根据权利要求1所述单元信号监测警示器1，其特征是由嵌入式单片微处理***11、存储器12、单元ID编码器13、通信路径选择器14、时钟电路15、通信驱动模块16、语音生成器17、I/O驱动模块18、模/数转换电路19、信息帧生成器110、优先级判别器111、电源供应器112、总线113、无线收发器61、室外单元通信接口62、标准通信接口63、操作面板81、显示器82、语音播放器83、指示灯84以及传感器91组成；单元信号监测警示器1按设定的时间节拍工作，先与相邻单元信号监测警示器1N和相关配套装置形成通信路径并存于单元ID编码器13中，每次收到信号时查对单元ID编码器13中的ID编码与路径确认自己是收信人后，由优先级判别器111按预先设置的分级处理方式进行报警与救生指导以及发送相应信息。其特征是单元信号监测警示器1安装完成并通电后，嵌入式单片微处理***11首先按程序设置进行初始化工作，并将人工或由信息处理中心单元4自动设置的本单元信号监测警示器1装置ID编码存储在单元ID编码器13中，调用存储器12中预置的参数表相关信息，通过信息帧生成器110生成联络信息帧，由通信驱动模块16分别经由无线收发器61与相邻节点单元信号监测警示器1N联络并存储联络结果及相邻节点单元信号监测警示器1N的ID编码，再经由室外单元通信接口62与室外相应单元信号监测警示器1N2通信联络并保存相应数据和ID编码，还通过无线收发器61与便携式救生信号器3联络并保存相应信息及ID编码在单元ID编码器13中；并且通过标准通信接口63及公共通信网5与其他通信终端6联络，建立通信路径。其时间节拍是各装置在工作时将每个任务周期至少分成监听信号时间段和接收信号时间段、信息处理时间段、警示信息更新时间段、发送信息时间段，每个时间段根据其工作量设定相应的工作时间，而且相邻单元的收发时间段是错开的。

3.根据权利要求1所述传感信号收发器2，其特征是由微处理器21、存储器22、时钟电路23、电源供应器24、标准通信接口25、模/数转换电路26、无线收发器27、警示器28以及传感器261组成并与单元信号监测警示器1以有线和无线方式连通；其工作方法是微处理器21通过传感器261按设置时间节拍采集的相应信号及由模/数转换电路26转换成数字信号，根据程序及预存的参数对比表和判别方法进行分析判别，发现信号异常时，存储相应信息及时间信息并按设置的时间节拍发送相应信息，同时启动警示器28进行报警提示。

4.根据权利要求1所述便携式救生信号器3，其特征是由嵌入式单片微处理器31、存储器32、时钟电路33、电源管理供应器34、信息帧生成器35、模/数转换电路36、I/O驱动模块37、通信驱动模块38、总线39、传感器361、键控器371、显示器及指示灯372、语音电路及播放器373、无线收发器381、无线通信模块382及外接通信口383组成，以无线方式与单元信号监测警示器1、传感信号收发器2、信息处理中心单元4以及通过公共通信网5与其他通信终端6相连。其工作方法是先与单元信号监测警示器1建立通信路径并预存与其他通信终端6的通信路径，按程序设置的方式定时由嵌入式单片微处理器31通过模/数转换电路36和传感器361进行现场环境监测，发现异常信号或收到键控器311发出呼救信号时，立即调出预案并发出警示信息，在灾情发生时，根据传感器361的人体感应信号传感器采集的信号判断周边是否有人，并将相应信息和通过单元信号监测警示器1的ID编码确定的位置信息一起发出；若现场有人，可以携带本便携式救生信号器3装置逃生，在移动中，本便携式救生信号器3装置在发出救生指导信息的同时按时间节拍接收经过地区的室外单元信号监测警示器1N的ID编码信号，并随时更新信息及时发送出去，收到的指挥信息将及时按时间节拍更新并播出。

5.根据权利要求1所述信息处理中心单元4，其特征是由嵌入式微计算机***41、指挥信息生成模块42、通信驱动模块43、存储器44、巡更信号生成器45、楼况单元分布信息模块46、I/O驱动模块47电源48、总线49、消防联动信号生成器410及无线收发器431、无线通信模块432、标准通信接口433、指挥操控面板471、显示器472、语音器473组成；其工作方法是先检查通信链路的连接路径，由楼况单元分布信息模块46生成楼况单元分布状况信息表，提示值班人员，嵌入式微计算机***41按指挥操控面板471输入的操控指令修改预置信息，调整链路节点单元之间的通信路径，正常工作时，按设定的时间节拍进行巡更，以此检查***及各单元的运行状态；通过楼况单元分布信息模块46动态生成显示楼况单元分布及灾情位置和灾情状况信息，发送相应的指挥信息和报警信息。

6.根据权利要求1所述的通信链路，其特征是相对应每户室内安装的单元信号监测警示器1A1再安装一个室外单元信号监测警示器1A2并通过无线收发器61、室外单元通信接口62及标准通信接口63采用有线或无线方式连通，确保室外环境的有效监测同时也保证了双路径的构建。

7.根据权利要求1所述的***组成，其特征是所述传感器为烟雾传感器、人体感应信号传感器、温度传感器、有害气体传感器以及其他安全信号传感器的至少其中的两种；所述其他通信终端6为基于公共通信网的移动通信终端和有线通信固定终端，其公共通信网5为公共电信商业通信网；所述联动的消防***8为原有的消防***与设施。

8.根据权利要求1所述的***组成与方法，其特征是在***安装时，人工按设定方式设置单元信号监测警示器1的ID编码并与所在房屋或区域位置的编号相关联以及设置安装一个以上的传感信号收发器2，当前单元信号监测警示器1安装正常后，再安装下一节点单元，安装完成并正常后设置与先前已经安装单元信号监测警示器1N进行通信建立通信路径，可以是有线和无线的至少一种方式保持信息连通的路径并成为相邻节点单元信号监测警示器1M，相邻节点单元信号监测警示器1M的识别是通过设置的节点单元信号监测警示器1M的ID编码或通过信息处理中心单元4调整指定的节点单元信号监测警示器1M的ID编码，对于具有多个相邻节点单元信号监测警示器的路径选择优先级顺序由信息处理中心单元4自动或人工设定。

9.根据权利要求1所述的***组成与方法，其特征是***组成后，各单元信号监测警示器1装置在无感应或操控信号及收发信号和巡更时钟信号时处于闲眠和等待状态，当收到信息即遇到时钟信号、感应信号和操控信号及无线收发信号时，激活此相应单元信号监测警示器1装置，由此单元信号监测警示器1装置向配套的便携式救生信号器3以及相邻的下一节点单元信号监测警示器1N发送相应信息直至信息处理中心单元4，在此单元信号监测警示器1向相邻的下一节点单元信号监测警示器1N发送相应信息并收到相应签收信息后，再读取新的感应信号按预先设置的时间节拍实时发送相应信息，同时便携式救生信号器3收到相应信号后，以短信消息方式由通信驱动模块38及无线通信模块382通过公共通信网5向信息处理中心单元4及预先设置的其他通信终端6发送相关信息；信息处理中心单元4定时发送巡更信号，检测和测试***各单元信号监测警示器1N和配套装置及信息路径的正常状态和可靠性，其定时巡更信号为周期性发送，周期间隔由信息处理中心单元4设定。

10.根据权利要求1所述的通过握手协议和接力方式形成通信链路，其特征是每个节点单元信号监测警示器1N在收到相邻节点单元信号监测警示器1A信息时，发回一个按预先协议约定的格式及至少含有该单元信号监测警示器1N相应ID编码内容的签收信息，并向该单元信号监测警示器1N相邻的下一节点单元信号监测警示器1K发送相应信息，以此继续至信息处理中心单元4，若单元信号监测警示器1N向相邻的下一节点单元信号监测警示器1K发送相应信息后，在规定时间内没有收到发回的签收信息，则按顺序选取在单元ID编码器13中下一个路径继续发送相应信息，若一直无法连通单元信号监测警示器1K，则单元信号监测警示器1N通知便携式救生信号器3N，由便携式救生信号器3N以短信消息方式通过通信驱动模块38及无线通信模块382经过公共通信网5向信息处理中心单元4发送单元信号监测警示器1K存在故障或异常的报告信息，信息处理中心单元4按设置时间节拍向单元信号监测警示器1K相邻的下一节点单元信号监测警示器1L发出继续链接或巡更的指令信息，同时安排对单元信号监测警示器1K进行检测和现场处理。

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