CN114146343A - 一种多传感器融合消防水炮控制*** - Google Patents

一种多传感器融合消防水炮控制*** Download PDF

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朱灯林
李向国
汤子杰
王洋
邱超
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Suqian Research Institute Of Hohai University
Changzhou Campus of Hohai University
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Abstract

本发明公开的属于消防设备技术领域，具体为一种多传感器融合消防水炮控制***，包括传感检测模块，还包括：控制处理单元和执行机构，所述控制处理单元电性连接传感检测模块，所述执行机构电性连接控制处理单元，所述传感检测模块包括紫外传感器、非制冷型红外阵列热成像传感器和烟雾探测器，所述控制处理单元包括控制器和电源模块，所述控制器电性连接电源模块，本发明有益效果是：通过提供一种多传感器融合消防水炮控制方案，紫外传感器和烟雾探测器完成对火灾的探测和预警，并将检测信号传输给控制处理单元，经主控制器处理后驱动执行机构动作，由非制冷型红外阵列热成像传感器完成火源定位，开启水泵完成灭火。

Description

一种多传感器融合消防水炮控制***
技术领域
本发明涉及消防设备技术领域，具体为一种多传感器融合消防水炮控制***。
背景技术
随着经济快速发展，大型空间建筑数目迅速增加，这类建筑空间结构复杂，电气设施众多，潜在火灾危险性较大，灭火难度也较大，所以开发一款灵敏度高、响应短、救火迅速的消防灭火控制***就显得极为重要，目前，智能水炮将红外传感技术、信号处理技术、机械传动技术有机地结合在一起，能全天候自动监测保护范围内的火灾，基于热红外全自动跟踪定位射流灭火已具有良好的技术基础，并已有一些产品得到了应用。
但是，智能水炮主要还是围绕红外热成像和视觉图像处理来进行，在应用中发现存在定位精度低、易产生误判、早期探测与预警能力不足、水炮搜索、定位效率低、速度慢等不足。
为此，我们提出一种多传感器融合消防水炮控制***。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种多传感器融合消防水炮控制***中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种多传感器融合消防水炮控制***，将紫外传感器、非制冷型红外阵列热成像传感器和烟雾探测器作为探测前端，它们与主控制器相连，主控制器控制电机和其它联动装置，水炮控制***能够在火灾初期及时探测，反应迅速，较大地提高了灭火效率，能够解决上述提出现有智能水炮主要还是围绕红外热成像和视觉图像处理来进行，在应用中发现存在定位精度低、易产生误判、早期探测与预警能力不足、水炮搜索、定位效率低、速度慢等不足的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种多传感器融合消防水炮控制***，其包括：传感检测模块，还包括：控制处理单元和执行机构，所述控制处理单元电性连接传感检测模块，所述执行机构电性连接控制处理单元。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述传感检测模块包括紫外传感器、非制冷型红外阵列热成像传感器和烟雾探测器。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述控制处理单元包括控制器和电源模块，所述控制器电性连接电源模块。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述控制器电性连接用于报警的报警模块，所述控制器电性连接用于上位机和消防炮通讯的通讯模块。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述控制器电性连接用于火灾探测信号的信号调理模块，所述控制器电性连接用于对控制信号放大处理的输出驱动模块。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述控制器电性连接用于控制程序下载的下载模块，所述控制器电性连接用于控制执行机构运动范围的限位模块。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述执行机构包括水炮基座和炮体座，所述炮体座转动安装在水炮基座上端，所述水炮基座上端卡接水炮罩体。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述水炮基座上端安装有水炮水平驱动电机，所述水炮水平驱动电机输出端连接水泡水平传动机构，所述水泡水平传动机构连接水炮基座。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述炮体座侧端安装支撑座，所述支撑座侧端分别安装水炮垂直驱动电机和蜗轮蜗杆，所述水炮垂直驱动电机输出端连接蜗轮蜗杆。
作为本发明所述的一种多传感器融合消防水炮控制***的一种优选方案，其中：所述接蜗轮蜗杆后端安装水炮管。
与现有技术相比：
通过提供一种多传感器融合消防水炮控制方案，紫外传感器和烟雾探测器完成对火灾的探测和预警，并将检测信号传输给控制处理单元，经主控制器处理后驱动执行机构动作，由非制冷型红外阵列热成像传感器完成火源定位，开启水泵完成灭火，将紫外传感器、非制冷型红外阵列热成像传感器和烟雾探测器作为探测前端，它们与主控制器相连，主控制器控制电机和其它联动装置，水炮控制***能够在火灾初期及时探测，反应迅速，较大地提高了灭火效率。
附图说明
图1为本发明一种多传感器融合消防水炮控制***的总体结构示意图；
图2为本发明一种多传感器融合消防水炮控制***中传感检测模块示意图；
图3为本发明一种多传感器融合消防水炮控制***中的中控制处理单元示意图；
图4为本发明一种多传感器融合消防水炮控制***中执行机构示意图；
图5为本发明一种多传感器融合消防水炮控制***中执行机构主视图。
图中：传感检测模块1、紫外传感器101、非制冷型红外阵列热成像传感器102、烟雾探测器103、控制处理单元2、控制器201、输出驱动模块202、下载模块203、限位模块204、信号调理模块205、电源模块206、报警模块207、通讯模块208、执行机构3、水炮基座301、水泡水平传动机构302、水炮水平驱动电机303、水炮垂直驱动电机304、蜗轮蜗杆305、水炮管306、水炮罩体307、炮体座308、支撑座309。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种多传感器融合消防水炮控制***，具有将紫外传感器、非制冷型红外阵列热成像传感器和烟雾探测器作为探测前端，它们与主控制器相连，主控制器控制电机和其它联动装置，水炮控制***能够在火灾初期及时探测，反应迅速，较大地提高了灭火效率的优点，请参阅图1-5，包括传感检测模块1，还包括：控制处理单元2和执行机构3；
传感检测模块1包括紫外传感器101、非制冷型红外阵列热成像传感器102和烟雾探测器103，传感检测模块1具有检测起火的作用，紫外传感器101和烟雾探测器103联合实现火灾预警，非制冷型红外阵列热成像传感器102实现火源定位的作用。
控制处理单元2电性连接传感检测模块1，控制处理单元2包括控制器201和电源模块206，控制器201可以是单片机，也可以是专用控制器，控制器201设置为STM32-F103VET6，控制器201用于实现复杂灭火算法，控制器201电性连接电源模块206，电源模块206具有接收外部供电，并进行电平转换，实现对***供电的作用，控制器201电性连接用于报警的报警模块207，报警模块207探测到火灾发生时，通过声光的形式完成报警，控制器201电性连接用于上位机和消防炮通讯的通讯模块208，通讯模块208具有对上位机和消防炮通讯的作用，控制器201电性连接用于火灾探测信号的信号调理模块205，信号调理模块205实现对火灾探测信号和火灾定位信号处理，传输给控制器201，信号调理模块205还具有和传感检测模块1进行电性连接的作用，控制器201电性连接用于对控制信号放大处理的输出驱动模块202，输出驱动模块202实现对控制信号放大处理，进而驱动执行机构3，输出驱动模块202电性连接执行机构3，控制器201电性连接用于控制程序下载的下载模块203，下载模块203便于程序的编写与下载，控制器201电性连接用于控制执行机构3运动范围的限位模块204，限位模块204具有控制执行机构3运动范围的作用。
执行机构3电性连接控制处理单元2，执行机构3具有使水炮管306水平、垂直转动的作用，执行机构3包括水炮基座301和炮体座308，炮体座308转动安装在水炮基座301上端，水炮基座301具有支撑炮体座308转动的作用，炮体座308具有水平转动水炮管306的作用，水炮基座301上端卡接水炮罩体307，水炮基座301上端安装有水炮水平驱动电机303，水平驱动电机303和水炮垂直驱动电机304为步进电机/伺服电机，水平驱动电机303具有转动齿轮的作用，水炮水平驱动电机303输出端连接水泡水平传动机构302，水泡水平传动机构302为齿轮传动/蜗轮蜗杆传动，水泡水平传动机构302为齿轮，大齿轮啮合连接小齿轮，水泡水平传动机构302具有转动水炮基座301的作用，水泡水平传动机构302连接水炮基座301，炮体座308侧端安装支撑座309，支撑座309具有支撑水炮垂直驱动电机304和蜗轮蜗杆305，水炮垂直驱动电机304具有转动蜗轮蜗杆305的作用，蜗轮蜗杆305具有转动水炮管306的作用，使水炮管306进行上下转动，支撑座309侧端分别安装水炮垂直驱动电机304和蜗轮蜗杆305，水炮垂直驱动电机304输出端连接蜗轮蜗杆305，接蜗轮蜗杆305后端安装水炮管306。
在具体使用时，紫外传感器101和烟雾探测器103联合检测到火灾发生，检测信号经信号调理模块205传输给控制器201，经控制器201判断处理后，经报警模块207通过声光的形式完成报警，发出报警信号，通过通讯模块208对上位机和消防炮通讯，通过电源模块206接收外部供电，并进行电平转换，实现对***供电，通过限位模块204控制执行机构3运动范围，同时经输出驱动模块202将电机控制信号分别传输给水炮水平驱动电机303和水炮垂直驱动电机304，水炮水平驱动电机303转动水泡水平传动机构302中的小齿轮，小齿轮啮合连接大齿轮，对大齿轮进行转动，大齿轮转动水炮基座301，水炮基座301转动炮体座308，炮体座308带动水炮管306进行水平转动，水炮垂直驱动电机304转动蜗轮蜗杆305，蜗轮蜗杆305带动后端的水炮管306进行上下转动，水炮管306运动范围由限位模块204控制，非制冷型红外阵列热成像传感器102实现火源定位，联合水泵完成灭火。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种多传感器融合消防水炮控制***，包括传感检测模块（1），其特征在于，还包括：控制处理单元（2）和执行机构（3），所述控制处理单元（2）电性连接传感检测模块（1），所述执行机构（3）电性连接控制处理单元（2）。
2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述传感检测模块（1）包括紫外传感器（101）、非制冷型红外阵列热成像传感器（102）和烟雾探测器（103）。
3.根据权利要求1所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述控制处理单元（2）包括控制器（201）和电源模块（206），所述控制器（201）电性连接电源模块（206）。
4.根据权利要求3所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述控制器（201）电性连接用于报警的报警模块（207），所述控制器（201）电性连接用于上位机和消防炮通讯的通讯模块（208）。
5.根据权利要求3所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述控制器（201）电性连接用于火灾探测信号的信号调理模块（205），所述控制器（201）电性连接用于对控制信号放大处理的输出驱动模块（202）。
6.根据权利要求3所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述控制器（201）电性连接用于控制程序下载的下载模块（203），所述控制器（201）电性连接用于控制执行机构（3）运动范围的限位模块（204）。
7.根据权利要求1所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述执行机构（3）包括水炮基座（301）和炮体座（308），所述炮体座（308）转动安装在水炮基座（301）上端，所述水炮基座（301）上端卡接水炮罩体（307）。
8.根据权利要求7所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述水炮基座（301）上端安装有水炮水平驱动电机（303），所述水炮水平驱动电机（303）输出端连接水泡水平传动机构（302），所述水泡水平传动机构（302）连接水炮基座（301）。
9.根据权利要求7所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述炮体座（308）侧端安装支撑座（309），所述支撑座（309）侧端分别安装水炮垂直驱动电机（304）和蜗轮蜗杆（305），所述水炮垂直驱动电机（304）输出端连接蜗轮蜗杆（305）。
10.根据权利要求9所述的一种多传感器融合消防水炮控制***，其特征在于，所述接蜗轮蜗杆（305）后端安装水炮管（306）。
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