楼宇火灾呼救系统和楼宇火灾信息处理方法与流程

1.本发明涉及火灾救援领域，尤其涉及一种楼宇火灾呼救系统以及楼宇火灾信息处理方法。


背景技术：

2.随着城市化进程不断加快，城市中人口密集程度也相应增多。在楼宇中办公、娱乐成为人们生活的常态。但楼宇是一个相对密封的环境，如果发生火灾事故，楼宇中的人员想要及时撤离相对困难。同时，楼宇中环境复杂，救援人员如何高效的对被困人员进行施救，成为了需要解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供了一种楼宇火灾呼救系统以及楼宇火灾信息处理方法，通过语音信息快速定位被困人员所在位置，从而提高救援效率。
4.根据本发明实施例的第一方面，提供了一种楼宇火灾呼救系统，包括：
5.呼救装置，包括控制电路以及与所述控制电路通讯连接的麦克风、供电模块以及通信模块，所述控制电路用于解析所述麦克风采集的声音信号，并响应于解析得到呼救语音，生成呼救信号通过所述通信模块上传，所述呼救装置设置在楼宇内部且数量为多个；
6.网关，与所述呼救装置通讯连接；以及
7.消防控制中心，与所述网关通讯连接，用于接收所述呼救装置上传的呼救信号，确定所述呼救语音位置进行显示。.
8.进一步地，所述呼救装置还包括：
9.火灾传感器；
10.扬声器；
11.所述控制电路还用于根据所述火灾传感器触发启动所述扬声器播放告警音频。
12.进一步地，消防控制中心与消防告警设备通讯连接，所述消防控制中心被配置为在接收到所述呼救信号后向所述消防告警设备发送告警信号。
13.进一步地，所述呼救装置还包括应急灯，所述消防控制中心向所述消防告警设备发送所述告警信号后，所述控制电路控制所述应急灯持续闪烁和/或控制所述扬声器持续发出位置提示音。
14.进一步地，每个所述呼救装置的所述扬声器和所述麦克风的数量为多个，每个所述扬声器与所述麦克风组成一个信号采集点，所述信号采集点覆盖的区域可以同时采集所述呼救语音和播放所述告警音频。
15.进一步地，所述信号采集点设置为数量为m
×
n的矩形阵列，其中，第1行、第2行
…
第n行为m1、m2
…
mn，第1列、第2列
…
第n列为n1、n2
…
nn，m和n为大于等于2的正整数。
16.进一步地，所述呼救装置还包括第一信号分配模块和第二信号分配模块，所述信号采集点通过所述第一信号分配模块和所述第二信号分配模块与所述控制电路通讯连接，
所述控制电路可通过所述第一信号分配模块和所述第二信号分配模块分别与所述信号采集点通讯。
17.进一步地，所述第一信号分配模块有m个与所述矩形阵列信号采集点行数相同连接的端口，所述第一信号分配模块的每个端口通讯连接于所述矩形阵列中的一行中串联的所述信号采集点，所述第二信号分配模块有n个与所述矩形阵列中列数相同的连接端口，所述第二信号分配模块的每个端口通讯连接于所述矩形阵列中的一列中串联的所述信号采集点。
18.控制电路，用于控制以扫描的方式启动第一信号分配模块的每个端口，以确定最接近声音源的所在的列，再控制以扫描的方式启动第二信号分配模块的每个端口，以确定最接近声音源所在的行，通过所述第一信号分配模块确定的列信息和所述第二信号分配模块确定的行信息，确定所述呼救语音所在位置。
19.进一步地，所述信号采集点中至少一个为出口信号点，所述出口信号点位于所述楼宇的逃生出口附近，所述控制电路根据所述呼救语音所在位置，判断距离最近的所述逃生出口位置，并利用第一信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在列发出逃生指示音，用于告知第一段逃生路径；
20.所述控制电路接收到所述出口信号点所在列采集的到达位置声音后，再利用第二信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在行发出所述逃生指示音，用于告知第二段逃生路径。
21.第二方面，本发明实施例还提供了一种楼宇火灾信息处理方法，包括：
22.呼救装置监测楼宇中火灾信息；
23.当所述呼救装置监测到火灾信息时，通过第一信号分配模块的各端口依次播放呼救提示音，并且所述呼救提示音间隔播放；
24.当间隔的时间段中收集到所述呼救语音，所述呼救装置记录当前播放提示音的端口m
′
；
25.通过所述第二信号分配模块的各端口依次播放呼救提示音，并且所述呼救提示音间隔播放；
26.当间隔的时间段中收集到所述呼救语音，所述呼救装置记录当前播放提示音的端口n
′
；
27.所述呼救装置通过得到的m
′
、n
′
端口确定所述呼救语音发出位置；
28.判断距离所述呼救语音发出位置最近的逃生出口位置，并利用第一信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在列发出逃生指示音，用于告知第一段逃生路径；
29.所述呼救装置接收到出口信号点所在列采集的到达位置声音后，再利用第二信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在行发出所述逃生指示音，以告知第二段逃生路径。
30.本发明实施例的楼宇火灾呼救系统和楼宇火灾信息处理方法，利用在楼宇中设置的通过网关与消防控制中心通讯连接的呼救装置，识别呼救装置周围发出语音呼救信息，消防控制中心可以快速定位被困人员的位置，提高了救援效率；同时，利用在呼救装置布置的多个信号采集点、第一、第二信号分配模块，可以在较大的空间中仅布置少量的呼救装
置，降低了布置成本，且仍能满足对于呼救声音精确定位的需求。当火灾现场能见度极低时，利用声音对被困人员进行逃生路径引导，从而使被困人员在能见度极低的情况下或有视力障碍时，即使只依赖声音信息也可以从火灾现场逃离。
附图说明
31.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
32.图1是本发明实施例楼宇火灾呼救系统的结构示意图；
33.图2是本发明实施例呼救装置的结构示意图；
34.图3是本发明实施例呼救装置与周边信号采集点布置示意图；
35.图4是本发明实施例信号采集点与第一、第二信号分配模块的通讯连接示意图；
36.图5是本发明实施例矩形阵列以列进行扫描的示意图；
37.图6是本发明实施例矩形阵列以行进行扫描的示意图；
38.图7是本发明实施例矩形阵列中定位到呼救声音位置的示意图；
39.图8是本发明实施例呼救声音位置与逃生出口位置关系示意图；
40.图9是本发明实施例第一段逃生路径的示意图；
41.图10是本发明实施例第二段逃生路径的示意图；
42.图11是本发明实施例被困人员到达逃生出口位置的示意图；
43.图12是本发明实施例楼宇火灾呼救系统的流程示意图。
具体实施方式
44.以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
45.此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
46.同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
47.除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
49.图1是本实施例楼宇火灾呼救系统的结构示意图，图2是本实施例呼救装置的结构示意图，如图1
‑
2所示，本实施例的一种楼宇火灾呼救系统包括呼救装置、网关和消防控制
中心。呼救装置包括控制电路以及与控制电路通讯连接的麦克风、供电模块以及通信模块，控制电路用于解析麦克风采集的声音信号，并响应于解析得到呼救语音，同时生成呼救信号通过通信模块上传。呼救装置设置在楼宇内部且数量为多个。网关与呼救装置通讯连接。火灾呼救系统的消防控制中心与网关通讯连接，用于接收呼救装置上传的呼救信号，确定呼救语音位置进行显示。在楼宇中突发火灾的情况下，本实施例中的火灾呼救系统可通过语音识别，使消防控制中心可以快速定位被困人员的位置，进而提高了救援效率。
50.具体地，呼救装置可分散的安装于楼宇的各个楼层，以及楼宇中的避难层。为了便于采集语音信息，呼救装置可设置于距地面高度为1.2m～1.5m的位置。优选地，楼宇中根据规划不同，每个区域的人员密集程度也不尽相同。为此，在初期布置呼救装置的阶段，可以根据人员密集度，在各区域布置不同数量的呼救装置。例如，在楼宇中仓储位置，可以布置数量较少的呼救装置。在购物中心、超市等位置，可以布置数量更多的呼救装置。语音识别的距离可以选择识别1m以内，声音大于50db的呼救声音。
51.如图2所示，进一步地，呼救装置还包括火灾传感器和扬声器，控制电路还用于根据火灾传感器触发启动扬声器播放告警音频。当火灾传感器监测到火灾信息后，扬声器播放告警音频，告警音频包括但不限于“有人请呼救”、“发生火灾，请提供您的位置信息”等。本领域技术人员可以根据实际使用场景，选择不同的告警音频的语音输出内容以及不同的国籍的语言。优选地，为了提高救援效果，告警音频的播放次数可为多次，也即循环播放，这样可以尽可能的保证楼宇中的人员都可以收到火灾信息，并能及时的发出呼救语音。
52.具体地，在每次发出告警音频后，为了避免输出的信息与接收的呼救语音相互叠加，从而产生干扰。可以把循环播放的告警音频，每一次播放都留有一定的时间间隔，以便为被困人员的呼救存留时间。
53.可选的，呼救装置的语音采集可以使用自然语言识别，此种方式避免了固定词条语言识别中，只能针对特定的语言进行识别。进一步地，本实施例中的语音识别还可以加入神经网络和语音识别算法，从而精确的识别人声呼救信息，有效消除回声和降噪。被困人员还可利用呼救装置和网关与消防控制中心的人员进行通话，
54.如图1所示，在一些实施方式中，消防控制中心与消防告警设备通讯连接，消防控制中心被配置为在接收到呼救信号后向消防告警设备发送告警信号。为了提高对被困人员的救援速度，消防控制中心还可将被困人员信息发送给消防告警设备。该消防告警设备包括且不限于消防车或消防员单兵定位装置等。消防人员可以通过消防控制中心发送的关于被困人员的相关信息，在到达火灾现场后直接进行救援，避免了到达现场后还要进一步了解楼宇中的相关信息，延误了救援时间。
55.进一步地，呼救装置还包括应急灯，消防控制中心向消防告警设备发送告警信号后，控制电路控制应急灯持续闪烁和/或控制扬声器持续发出位置提示音。当被困人员不具备逃生能力时，例如在火灾中腿部受伤、被困人员为行动不便的老年人时，只能在呼救装置的附近等待救援，此时为了便于救援人员快速定位到被困人员的位置，呼救装置可以发出声、光信号，用来提示被困人员的位置。本实施例中是利用应急灯的持续的灯光闪烁，以及扬声器持续的发出位置提示音。该位置提示音包括但不限于“这里有人被困”、“等待救援”等。
56.当楼宇中的空间较大时，为了覆盖更多的区域，需要布置数量更多的呼救装置。此
时会增加火灾呼救系统的整体成本以及维护费用，为了可以覆盖更能多区域，同时控制呼救装置的布置数量，本发明还提供了一种可用于上述情况的实现方式。
57.图3是本实施例呼救装置与信号采集点布置示意图，如图3所示，在一个可选的实现方式中，每个呼救装置的扬声器和麦克风的数量为多个，每个扬声器与麦克风组成一个信号采集点，信号采集点覆盖的区域可以同时采集呼救语音和播放告警音频。在不增加呼救装置数量的提前下，本实施例中的信号采集点可以增加呼救语音以及告警音频的覆盖范围。当呼救装置数量较少时，信号采集点可以有效填充未布置呼救装置的区域。优选地，本实施例中的信号采集点可以进行串联，而后与呼救装置进行连接，亦或是全部与呼救装置进行并联。本实施例中的方案可以在楼宇中人员较为稀疏的区域优先使用。
58.在一些实施方式中，所述信号采集点均匀分布于所述呼救装置之间的位置。此时，信号采集点可以对覆盖的每个区域给予同等的监测准确度，避免了信号采集点较为稀疏的布置区域监测精度降低的情况。
59.进一步地，信号采集点设置为数量为m
×
n的矩形阵列，其中，第1行、第2行
…
第n行为m1、m2
…
mn，第1列、第2列
…
第n列为n1、n2
…
nn，m和n为大于等于2的正整数。
60.图4是本实施例信号采集点与第一、第二信号分配模块的通讯连接示意图，其中第一、第二信号分配模块分别具有8个端口，即n1～n8和m1～m8，如图4所示，在一些实施方式中，呼救装置还包括第一信号分配模块和第二信号分配模块，信号采集点通过第一信号分配模块和第二信号分配模块与控制电路通讯连接，控制电路可通过第一信号分配模块和第二信号分配模块分别与信号采集点通讯。通过与控制电路连接两个信号分配模块可以对信号采集点进行分别控制。
61.图4
‑
图7是位于矩形阵列中的呼救语音的定位示意图，如图4
‑
7所示，在一些实施方式中，第一信号分配模块有m个与矩形阵列信号采集点行数相同连接的端口，第一信号分配模块的每个端口通讯连接于矩形阵列中的一行中串联的信号采集点(图4
‑
图7中实线所示的连接方式)。第二信号分配模块有n个与矩形阵列中列数相同的连接端口，第二信号分配模块的每个端口通讯连接于矩形阵列中的一列中串联的信号采集点(图4
‑
图7中虚线所示的连接方式)。控制电路器用于控制以扫描的方式启动每一列的第一信号分配模块的每个端口，以确定最接近声音源的所在的列，再控制以扫描的方式启动第二信号分配模块的每个端口，以确定最接近声音源所在的行，通过第一信号分配模块确定的列信息和第二信号分配模块确定的行信息，确定呼救语音所在位置。
62.具体地，信号分配模块的端口数量，本领域技术人员可以根据实际使用需求进行选择，图5中示出的信号分配模块为8个端口的形式。图5中控制电路控制第一信号分配模块从n1到n8的依次扫描，即每列依次发出告警音频并同时采集呼救信号，当在n3端口启动后，此时采集到了图中a区域为呼救声音发出的位置，记n3端口的信息。而后，如图6所示，再启动控制电路控制第二信号分配模块从m1到m8的依次扫描，即每行依次发出告警音频并同时采集呼救信号，此时采集到了图中b区域为呼救声音发出的位置，记录m3端口信息。最后，如图7所示，根据得到的n3和m3端口对应的交集区域，找到最终呼救声音的确切位置。本实施例中利用第一信号分配模块与第二信号分配模块与各个信号采集点的纵向与横向通讯连接，使得矩形阵列中的各个信号采集点可以按照列与行的方式依次与呼救声音进行通讯，进而确定了呼救声音在矩形阵列中的具体位置。本实施例可以在较大的空间中仅布置少量
的呼救装置，即可覆盖大范围区域又减少了呼救装置使用数量，降低了布置成本，同时仍能满足对于呼救声音精确定位的需求。
63.优选地，为了使呼救声音的采集可以更加精准，可以在每行和每列的发出告警音声后，间隔一段时间，例如3秒或4秒，在间隔时间内采集呼救声音。可选的，为缩短扫描的时间，可以从矩阵的中间位置向两侧同时扫描，此时使用时间至多为依次扫描的一半。以9
×
9的矩阵为例，开始从第5列发出告警音频，而后第4列和第6列同时发出告警音频，接下来向第1列和第9列不断递进。在列扫描以后，再以同样的方式对行进行扫描。
64.在其他实施方式中，当所处区域中存在多处被困人员时，矩形阵列中的扫描方式可从一端到另一个端全部进行扫描，例如采集到n3、n7两处呼救语音。而后以同样的方式对列进行扫描，例如采集到m3、m8处呼救语音。由此，得到了在该区域存在两处被困人员的具体位置(m3、n3和m8、n7)。
65.图8
‑
图11为矩形阵列中被困人员的逃生示意图，如图8
‑
图11所示，进一步地，信号采集点中至少一个为出口信号点，出口信号点位于楼宇的逃生出口附近，控制电路根据所述呼救语音所在位置，判断距离最近的所述逃生出口位置，并利用第一信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在列发出逃生指示音，用于告知第一段逃生路径；
66.控制电路接收到所述出口信号点所在列采集的到达位置声音后，再利用第二信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在行发出所述逃生指示音，以告知第二段逃生路径。
67.火灾发生时会伴有浓烟，使得被困人员难以分清方位，此时能见度极低。本实施例中利用矩形阵列声音提示，把逃生路径分为第一段逃生路径和第二段逃生路径，利用声音对被困人员进行逃生路径引导。从而使被困人员在能见度极低的情况下或有视力障碍时，即使只依赖声音信息也可以从火灾现场逃离。
68.具体地，本实施例中利用呼救语音所在位置结合附近逃生出口8位置，判断距离该位置最近的逃生出口，如8所示，逃生出口(图中exit)位于矩形阵列的左上和右下两处，根据呼救语音所在位置判断其中左上逃生出口的距离小于右下逃生出口的距离，也即s1＜s2。而后找到距左上逃生出口最近的出口信号点，在出口信号点所在的列n1发出第一段逃生路径的逃生指示音，该逃生指示音包括但不限于“请向这边逃跑”或“逃生出口在这边”等。达到n1列后，被困人员发出到达位置声音后，出口信号点所在的行m1发出第二段逃生路径的逃生指示音，指引被困人员到达逃生出口位置。该到达位置声音包括但不限于，“我已到达”或“下一步方向”等。
69.本实施例的楼宇火灾呼救系统按照如下流程来进行火灾信息处理，所述流程包括：
70.步骤s100：利用火灾传感器监测楼宇中火灾信息；
71.步骤s200：当发现火灾时，利用呼救装置对附近区域发出告警音频和，告警音频为提醒被困人员呼救；
72.步骤s300：呼救装置收集一定范围内的人声呼救信息；
73.步骤s400：呼救装置通过解析麦克风采集到的呼救语音生成呼救信号，利用通讯模块上传，经过网关发送给消防控制中心；
74.步骤s500：消防控制中心通过移动网络，把接收到的信息结合地图信息，发送给消防告警设备。
75.本实施例中楼宇火灾呼救系统可仅通过被困人员发出的人声呼救信息，使消防控制中心可以快速定位被困人员的位置，进而提高了救援效率。
76.在另一个可选实现方式中，如图12所示，本实施例的楼宇火灾呼救系统按照如下流程来进行火灾信息处理，在本实现方式中，在呼救装置中还设置有信号采集点、第一信号分配模块和第二信号分配模块，可以通过第一信号分配模块与第二信号分配模块分别对信号采集点进行控制，从而判断在信号采集点覆盖范围内被困人员的具体位置，所述流程包括：
77.步骤s100
′
：呼救装置监测楼宇中火灾信息；
78.步骤s200
′
：当呼救装置监测到火灾信息时，通过所述第一信号分配模块的各端口依次播放呼救提示音，并且各端口之间的所述呼救提示音配置有播放间隔；
79.步骤s300
′
：当间隔的时间段中收集到呼救语音，呼救装置记录当前播放提示音的端口m
′
；
80.步骤s400
′
：通过所述第二信号分配模块的各端口依次播放呼救提示音，并且各端口之间的所述呼救提示音配置有播放间隔；
81.步骤s500
′
：当间隔的时间段中收集到到达位置语音，呼救装置记录当前播放提示音的端口n
′
；
82.步骤s600
′
：呼救装置通过得到的m
′
，n
′
端口确定呼救信息发出位置；
83.步骤s700
′
：判断距离呼救语音发出位置最近的逃生出口位置，并利用第一信号分配模块在距离最近的所述逃生出口的所述出口信号点所在列发出逃生指示音，用于告知第一段逃生路径；
84.步骤s800
′
：呼救装置接收到出口信号点所在列采集的到达位置声音后，再利用第二信号分配模块在距离最近的逃生出口的出口信号点所在行发出所述逃生指示音，用于告知第二段逃生路径。
85.本实施例中在较大的空间中可仅布置少量的呼救装置，降低了布置成本，且仍能满足对于呼救声音精确定位的需求；同时，当火灾现场能见度极低时，本实施例利用矩形阵列声音提示，把逃生路径分为第一段逃生路径和第二段逃生路径，利用声音对被困人员进行逃生路径引导，从而使被困人员在能见度极低的情况下或有视力障碍时，即使只依赖声音信息也可以从火灾现场逃离。
86.本发明的实施例涉及一种非易失性存储介质，用于存储计算机可读程序，所述计算机可读程序用于供计算机执行上述部分或全部的方法实施例。
87.即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
88.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员
而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。