一种基于物联网的电气消防管控系统的制作方法

本发明涉及电气消防管控，具体为一种基于物联网的电气消防管控系统。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，电气设备在工业生产和日常生活中得到了广泛应用，电气系统的规模不断扩大，电气设备的复杂程度也日益提高，电气消防安全变得愈发重要，电气火灾不仅会造成巨大的经济损失，还可能危及人们的生命安全，因此，对电气设备的消防管控成为了保障电气系统安全运行的关键环节，相关技术致力于提高电气消防的监测和控制能力，以降低电气火灾的发生风险，保障人员和财产的安全。

2、在现有技术中，为解决电气消防管控问题，通常采用人工巡检的方式，安排专业人员定期对电气设备进行检查，查看是否存在异常发热、短路等情况，然而，人工巡检存在一定的局限性，无法实时监测电气设备的状态，且容易受到人为因素的影响，导致漏检或误判；另外，部分电气设备安装了简单的温度监测装置，当温度超过设定值时发出警报，但这种装置只能监测单一的温度参数，无法全面检测电气设备的异常状态，而且，这些装置往往只具备报警功能，不能在检测到异常时自动采取灭火或断电等措施，难以有效控制电气火灾的发生和蔓延。

3、因此，针对以上现状，迫切需要开发一种基于物联网的电气消防管控系统，从而克服当前实际应用中的不足。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于物联网的电气消防管控系统，用以解决上述提出的其中至少一种的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于物联网的电气消防管控系统，包括：依次通信连接的感知层、网络层、平台层和应用层，各层协同实现电气设备运行状态监测、火灾隐患预警、消防联动控制及灭火剂喷射装置；其中：

3、所述感知层包括：四种类型的传感器模块及数据采集单元，所述传感器模块用于采集电气设备运行参数及环境状态数据，所述数据采集单元对传感器模块输出的原始数据进行格式标准化处理；

4、所述网络层包括：通信适配单元及多协议传输模块，所述通信适配单元与感知层的数据采集单元连接，所述多协议传输模块根据数据类型及传输场景选择对应的通信协议将标准化数据传输至平台层；

5、所述平台层包括：数据处理单元、智能分析单元、联动控制单元及分布式存储单元，所述数据处理单元对网络层传输的数据进行清洗与融合，所述智能分析单元基于融合数据构建设备运行模型并判断风险等级及隐患位置，所述联动控制单元根据风险等级生成控制指令并联动灭火剂喷射装置及其他消防设备，所述分布式存储单元存储历史与实时数据；

6、所述应用层包括：用户交互单元及预警推送单元，所述用户交互单元用于展示设备状态、风险信息及联动记录，所述预警推送单元将风险预警、隐患位置及控制指令多渠道反馈至用户终端。

7、优选的，所述灭火剂喷射装置包括：电气柜，所述电气柜后侧上下两端固定安装有两组滑轨组件，所述电气柜前端设置有翻门式柜门，所述电气柜底端内壁上设有若干通风孔，所述电气柜顶端固定安装有灭火剂安装箱，所述灭火剂安装箱左端固定安装有柜门二，所述灭火剂安装箱右端电气柜上设置有风扇组件，所述电气柜内部从上到下分别设置有隔板一和隔板二，且所述隔板一和隔板二前端固定安装有安装板，所述隔板一和隔板二之间设置有灭火剂喷射机构。

8、优选的，所述灭火剂喷射机构包括：驱动电机一，所述驱动电机一固定安装在隔板一底端内壁上，且所述驱动电机一的输出端固定安装在转轴一一端，转轴一另一端固定安装在转盘顶端，且所述转轴一上固定安装有凸轮，凸轮左右两端分别与两组加压组件配合，所述转盘底端固定安装有短杆，短杆左右两端设置有两组散热组件。

9、优选的，所述加压组件包括：加压箱，所述加压箱固定安装在隔板一底端，且加压箱内左右滑动连接有活塞，活塞靠近转轴一的一端固定安装有推杆一端，推杆另一端贯穿加压箱与推板固定连接，且所述加压箱内所述推杆上套设有复位弹簧，连接管一一端与加压箱连通，连接管一另一端贯穿隔板一，连接管二一端与加压箱连通，连接管二另一端贯穿隔板一与灭火剂安装箱连通，且两侧连接管二相互连通,所述连接管二上还设置有控制开关，连接管三一端与加压箱连通，连接管三另一端贯穿隔板二与中空管连通，所述中空管顶端转动连接在隔板二上，且中空管底端与摆动电机的输出端固定连接，且所述摆动电机固定安装在电气柜底端内壁上，且中空管靠近电气柜中心位置的一端设置有若干喷嘴，所述连接管一、连接管二和连接管三上设置有逆流阀。

10、优选的，所述散热组件包括：支杆一，所述支杆一一端与短杆活动连接，支杆一另一端活动连接在齿条上，且所述齿条左右滑动连接在两组支撑板内，且支撑板上下两端分别与加压箱和隔板二固定连接，齿条与两组齿轮啮合连接，且所述齿轮固定连接在转轴二上，且所述转轴二顶端转动连接在加压箱底端，且所述转轴二底端贯穿隔板二与散热扇固定连接，且转轴二之间通过皮带组件与多组转轴三连接，且转轴三底端贯穿隔板二与散热扇固定连接，且所述隔板二底端电气柜内设置有电气原件。

11、优选的，所述感知层的传感器模块包括：温度传感器、电流传感器、烟雾传感器及故障电弧探测器，所述温度传感器采用dht11数字温湿度传感器，部署于电气设备发热部位及线路接头处，所述电流传感器采用acs712模块，串联于电气主线路中，所述烟雾传感器采用mq-2模块，均匀分布于电气设备集中区域，所述故障电弧探测器部署于老旧线路及高负荷设备的供电回路中；

12、所述网络层的多协议传输模块包括：以太网单元、wi-fi单元及nb-iot单元，所述以太网单元用于配电室等固定区域的大容量数据传输，所述wi-fi单元用于室内短距离移动监测场景，所述nb-iot单元用于偏远区域及低功耗传感器数据传输。

13、优选的，所述平台层的数据处理单元包括：噪声过滤子单元及多源融合子单元；所述噪声过滤子单元采用卡尔曼滤波算法对温度、电流数据进行去噪，采用中值滤波算法处理烟雾传感器数据；所述多源融合子单元基于d-s证据理论构建融合模型，将不同传感器的标准化数据进行证据量化与组合决策，输出综合状态评估结果。

14、优选的，所述平台层的智能分析单元包括：机器学习子单元及深度学习子单元；所述机器学习子单元采用支持向量机算法，通过训练集构建正常或者故障状态分类模型，对实时电气参数进行状态识别；所述深度学习子单元采用卷积神经网络，对监控图像进行特征提取，识别烟雾、火焰等火灾特征；所述智能分析单元将两类算法的输出结果进行交叉验证，确定风险等级及隐患位置。

15、优选的，所述平台层的联动控制单元包括：设备通信接口及逻辑决策子单元，所述设备通信接口支持rs-485总线及can总线协议，与灭火剂喷射装置、声光报警器及消防广播连接；

16、所述逻辑决策子单元根据风险等级执行联动策略：一级预警时启动局部声光报警，二级预警时切断故障区域电源并启动消防广播，三级预警时触发对应区域灭火装置及全网报警；

17、分布式存储单元，采用hdfs分布式文件系统存储历史监测数据，同时采用mysql数据库存储实时参数及设备元数据，所述存储单元支持数据定时备份及异常恢复功能，确保数据完整性。

18、优选的，所述应用层的用户交互单元包括：app端及pc端；所述app端支持实时参数图表化展示、预警接收及远程控制功能，支持android及ios系统，所述pc端支持设备管理、权限配置、报表生成及联动策略编辑，提供故障统计、趋势分析及联动记录查询模块；

19、所述应用层的预警推送单元支持app弹窗、短信、电话及微信公众号推送渠道，一级预警触发app及pc端提醒，二级预警新增短信推送，三级预警叠加电话拨号及微信公众号紧急通知。

20、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

21、本发明通过感知层-网络层-平台层-应用层的分层设计，实现从数据采集到决策执行的全链路闭环，感知层集成多类型传感器，覆盖电气火灾全要素监测，解决现有技术监测维度单一的问题；平台层融合机器学习与深度学习交叉验证风险等级，相比传统阈值报警，误报率降低60%以上；联动控制支持三级预警策略（声光报警→断电广播→灭火装置触发），响应速度较传统系统提升3倍；

22、2.本发明通过摆动电机驱动中空管，进一步通过旋转喷嘴实现多角度喷射，覆盖范围扩大2倍，而且加压组件与凸轮联动，可以根据火情等级自动调节喷射压力（一级火情低压喷射，三级火情高压喷射），灭火效率大大提升。解决了现有技术灭火剂喷射装置多为固定式喷头，存在覆盖盲区，且无法针对火源位置动态调整；

23、3.本发明通过散热组件与加压组件联动，通过齿轮传动驱动散热扇，在喷射灭火剂同时主动降温，确保设备在85℃高温环境下持续工作，而且逆流阀的设计，防止灭火剂回流损坏传感器，从而延长设备寿命。