智能灭火器示教培训物联系统的制作方法

1.本发明涉及一种智能灭火器示教培训物联系统


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，我国的城市发展的越来越快，用电设备越来越多，城市电网越来越复杂。因此，火灾的隐患不断增多，灭火的技能也是对人们越来越重要。据统计，在全国的火灾事故中，扑救不及时是导致事故恶化或造成人员伤亡的最主要的原因之一。解决此问题的最主要措施就是人们都掌握灭火技巧。如今的灭火系统依靠大量的人力资源去灭火，而且经常会因为消防资源的调度不充分导致救援延误，火灾更加严重甚至造成人员伤亡。但随着人工智能技术、图像识别技术、自动导航技术、蓝牙技术的飞速发展，研究如何利用现代先进自动化技术和信息数据传输技术教授普通人快速掌握灭火器灭火技能，协助消防人员进行灭火已成为研究热点。因此，有必要制定一种智能灭火器示教培训物联系统，从而快速的教授人们快速灭火的技巧和方法，火灾发生时可及时的作出扑救措施。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出了一种高效率、低功耗智能灭火器示教培训物联系统。所述智能灭火器示教培训物联系统通过电子标签身份辨识、激光指向显示光源辅助、按压过程感知和火灾信息监控、灭火器姿态感知、物联网节点信息传输、蓝牙短距离传输等功能，实现实时监测灭火数据，计算最优灭火角度距离以及最优按压力度，帮助普通人完成模拟灭火过程。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种智能灭火器示教培训物联系统，所述智能灭火器示教培训物联系统包括火灾信息监控系统、灭火器控制系统、物联网节点信息传输系统、poe网关中继层和云平台数据展示系统，所述火灾信息监控系统、灭火器控制系统、物联网节点信息传输系统均与poe网关中继层连接，所述poe网关中继层与云平台数据展示系统连接，所述火灾信息监控系统包含微控制单元和火源方位监测红外摄像头，所述灭火器控制系统包含自动导航定位模块、5g通信模块和运动控制模块，所述灭火器物联网节点信息传输系统包含蓝牙通讯模块和灭火器信息传送模块，所述云平台数据展示系统由云端后台服务器、云端数据库、网页展示端组成。
6.进一步所述火灾信息监控系统包含微控制单元mcu、火源方位检测红外摄像头、poe供电控制单元、串口信息配置单元和以太网通信单元，所述火源方位检测红外摄像头分别与所述以太网通信单元、所述poe供电控制单元、所述串口信息配置单元连接。
7.所述运动控制模块包含螺旋电位器、加速度计姿态传感器、激光指向单元、poe供电控制单元、串口信息配置单元和以太网通信单元。所述螺旋电位器、加速度计姿态传感器、激光指向单元分别与poe供电控制单元、串口信息配置单元、以太网通信单元连接。
8.所述蓝牙通讯模块包含物联网节点、手机定制app、灭火器信息接收节点和设备节
点、poe供电控制单元、串口信息配置单元和以太网通信单元，所述信息接收节点和设备节点分别与所述poe供电控制单元、串口信息配置单元、以太网通信单元连接。
9.所述云平台数据展示系统由云端后台服务器、云端数据库、网页展示端和以太网通信单元组成，所述云端后台服务器与灭火器气压监测节点相连，实现将监测数据传输到所述后端云数据库。
10.所述网页窗口可以通过网页显示当前时刻灭火器内气压数值，并查询统计其对应的历史数据，历史数据存储在所述云端数据库。
11.进一步，所述蓝牙通讯模块用以实现设备节点和手机中继器的中转传输功能，实现随身手机及时获取火灾信息功能。
12.更进一步，所述智能灭火器示教培训物联系统通过云服务器物联网管控平台物联网节点信息传输到移动运营商网络基站，从而传输到手机app中，蓝牙短距离传输来操控智能灭火器进行灭火行动。
13.更进一步，所述智能灭火器示教培训物联系统的智能灭火器陀螺电位器可以实现灭火器按压功能，装配陀螺仪，实现灭火器角度的变化，装配加速度计姿态传感器，实现智能灭火器位置的变化，装配激光指向单位，引导灭火器的运动方向。
14.更进一步，所述智能灭火器物联网节点信息传输系统的手机定制app可以遥感远程操控智能灭火器，实现驱动智能灭火器自动灭火功能，教授人们灭火的最优距离角度和按压力度的技能。
15.更进一步的，所述智能灭火器示教培训物联系统可以实时监测智能灭火器中气压数值、自检智能灭火器故障问题，如有故障直接定位故障设备，快速维护检修。
16.优选的，所述5g通信模块引入无线传输技术、信息体系结构和频率资源，提高智能灭火器运动信息、灭火器气压信息传输效率，保证数据传输准确可靠。
17.优选的，所述智能灭火器示教培训物联系统，设备节点接入云平台并发节点数≥20000个，系统状态监测实时并发总节点数≥400000个，所述的物联网节点信息传输采用lora、lora wan、nb
‑
iot无线通讯，信号稳定传输，设备节点距离手机/中继器有效通讯距离：空旷地面≥30m，复杂环境≥20m。
18.优选的，所述的随身手机通过手机定制app蓝牙模板与设备节点进行数据传输，保证在硬件节点无需在不同区域内对移动运营商网络进行兼容，蓝牙通讯功耗较低，体积尺寸紧凑，无需额外采购流量卡，手机app可以在线升级简单方便。
19.优选的，所述的电源设计中微控制单元mcu的类型选用意法半导体stm32f103c8t6，引脚数量为48个。stm32f1系列面向gpio多路复用和需要256kb至512kb闪存的中端应用，提供32位性能(运行频率高达72mhz)，具有32位mcu的所有优点和高效率。stm32f1系列具有低功耗、卓越的电磁兼容性能和代码效率等优点，设备节点待机时间≥15天。
20.本发明的技术效果如下：
21.1)采用iot技术构建智能灭火器示教培训物联系统，其具有火灾信息监测数据全面，信息传输快速、传感节点布置快捷的特点。
22.2)采用三轴加速度计和旋转电位器获得环境传感数据，通过激光，引导灭火器方向，获得准确的火情位置，教授人们灭火的过程变得更有效、更便捷、更准确、更安全。
附图说明
23.图1是智能灭火器示教培训物联系统的整体结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作出进一步描述。
25.参照图1，一种智能灭火器示教培训物联系统，所述智能灭火器示教培训物联系统包括火灾信息监控系统1、灭火器控制系统2、物联网节点信息传输系统3、poe网关中继层4和云平台数据展示系统5，，所述火灾信息监控系统1、灭火器控制系统2、物联网节点信息传输系统3均与poe网关中继层4连接，所述poe网关中继层4与云平台数据展示系统5连接，所述火灾信息监控系统1包含微控制单元1
‑
1和火源方位监测红外摄像头1
‑
2，所述灭火器控制系统2包含自动导航定位模块2
‑
1、5g通信模块2
‑
2和运动控制模块2
‑
3，所述器物联网节点信息传输系统3包含灭火器信息传送模块蓝牙通讯模块3
‑
1和蓝牙通讯模块3
‑
2，所述云平台数据展示系统5由云端后台服务器5
‑
1、后端云数据库5
‑
2、网页展示端5
‑
3、以太网通信单元5
‑
4和灭火器气压监测节点5
‑
5组成。。
26.所述火灾信息监控系统1包含微控制单元mcu1
‑
1、火源方位检测红外摄像头1
‑
2、poe供电控制单元1
‑
3、串口信息配置单元1
‑
4和以太网通信单元1
‑
5，所述火源方位检测红外摄像头1
‑
2分别与所述poe供电控制单元1
‑
3、所述串口信息配置单元1
‑
4、所述以太网通信单元1
‑
5连接。
27.所述运动控制模块2
‑
3包含螺旋电位器2
‑3‑
1、加速度计姿态传感器2
‑3‑
2、激光指向单元2
‑3‑
3、poe供电控制单元2
‑3‑
4、串口信息配置单元2
‑3‑
5和以太网通信单元2
‑3‑
6，所述螺旋电位器2
‑3‑
1、加速度计姿态传感器2
‑3‑
2、激光指向单元2
‑3‑
3分别与poe供电控制单元2
‑3‑
4、串口信息配置单元2
‑3‑
5、以太网通信单元2
‑3‑
6连接。
28.所述蓝牙通讯模块3
‑
2包含物联网节点3
‑2‑
1、手机定制app3
‑2‑
2、灭火器信息接收节点3
‑2‑
3、设备节点3
‑2‑
4、poe供电控制单元3
‑2‑
5、串口信息配置单元3
‑2‑
6和以太网通信单元3
‑2‑
7，所述灭火器信息接收节点3
‑2‑
3和设备节点3
‑2‑
4分别与所述poe供电控制单元3
‑2‑
5、串口信息配置单元3
‑2‑
6、以太网通信单元3
‑2‑
7连接。
29.所述云端后台服务器5
‑
1与灭火器气压监测节点5
‑
5相连，通过以太网通信单元5
‑
4实现将监测数据传输到所述后端云数据库5
‑
2。
30.所述网页窗口可以通过网页显示5
‑
3当前时刻灭火器内气压数值，并查询统计其对应的历史数据，历史数据存储在所述后端云数据库5
‑
2。
31.进一步，所述蓝牙通讯模块3
‑
2用以实现设备节点3
‑2‑
4和手机中继器的中转传输功能，实现随身手机及时获取火灾信息功能。
32.更进一步，所述智能灭火器物联网节点信息传输系统3通过云服务器物联网管控平台物联网节点信息传输到移动运营商网络基站，从而传输到手机定制app3
‑2‑
2中，蓝牙短距离传输来操控智能灭火器进行灭火行动。
33.更进一步，所述智能灭火器控制系统2的智能灭火器陀螺电位器2
‑3‑
1可以实现灭火器按压功能，装配陀螺仪，实现灭火器角度的变化，装配加速度计姿态传感器2
‑3‑
2，实现智能灭火器位置的变化。装配激光指向单位2
‑3‑
3，引导灭火器的运动方向。
34.更进一步，所述智能灭火器物联网节点信息传输系统3中的手机定制app3
‑2‑
2可
以遥感远程操控智能灭火器，实现驱动智能灭火器自动灭火功能，协助消防员进行灭火。
35.更进一步，所述灭火器物联网节点信息传输系统3可以实时监测智能灭火器中气压数值、自检智能灭火器故障问题，如有故障直接定位故障设备，快速维护检修。
36.优选的，所述5g通信模块2
‑
2引入无线传输技术、信息体系结构和频率资源，提高智能灭火器运动信息、灭火器气压信息传输效率，保证数据传输准确可靠。
37.优选的，所述智能灭火器示教培训物联系统，设备节点3
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4接入云平台并发节点数≥20000个，系统状态监测实时并发总节点数≥400000个，所述的物联网节点3
‑2‑
1信息传输采用lora、lora wan、nb
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iot无线通讯，信号稳定传输，设备节点距离手机/中继器有效通讯距离：空旷地面≥30m，复杂环境≥20m。
38.优选的，所述的随身手机通过手机定制app3
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2蓝牙模板与设备节点3
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4进行数据传输，保证在硬件节点无需在不同区域内对移动运营商网络进行兼容，蓝牙通讯功耗较低，体积尺寸紧凑，无需额外采购流量卡，手机app可以在线升级简单方便。
39.优选的，所述的电源设计中微控制单元mcu1
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1的类型选用意法半导体stm32f103c8t6，引脚数量为48个。stm32f1系列面向gpio多路复用和需要256kb至512kb闪存的中端应用，提供32位性能(运行频率高达72mhz)，具有32位mcu的所有优点和高效率。stm32f1系列具有低功耗、卓越的电磁兼容性能和代码效率等优点，设备节点待机时间≥15天。
40.本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。