一种带联网监控功能的灭火器及监控方法与流程

1.本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种带联网监控功能的灭火器及监控方法。


背景技术：

2.现有技术中，虽然有火灾防控系统，如有基于烟感探头和喷头的楼宇自动化智能系统，室内消防系统指安装在室内，用以扑灭发生在建筑物内初起的火灾的设施系统。它主要有室内消火栓系统、自动喷水消防系统、水雾灭火系统、泡沫灭火系统、二氧化碳灭火系统、卤代烷灭火系统、干粉灭火系统等。根据火灾统计资料证明，安装室内消防系统是有效的和必要的安全措施。但是传统的消防装置基本基于人为控制，缺乏智能性。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供一种带联网监控功能的灭火器，所述的带联网监控功能的灭火器包括：
4.红外成像仪，阵列式设置在监控空间顶部，其用于感应监控空间内的温度变化，并生成热图像；
5.图像拼接模块，其用于接收热像图，并对热像图进行拼接，获得整体监控热像图；
6.热像图处理模块，其用于接收热像图并进行处理，获得热源分布点；
7.坐标构建模块，其用于构建平面坐标系，并将热像图和热源分布点置于平面坐标系中，获取热源分布点坐标；
8.灭火器本体，阵列式分布在监控空间顶部，其用于对监控空间内部进行定位灭火；所述的灭火器本体包括：固定套管、转动套管、往复控制组件和连接管，固定套管固定安装在监控空间的顶部，固定套管的底部转动设置有转动套管，固定套管的内部固定嵌套有连接管，连接管与消防水源连通，转动套管上径向固定连接有喷洒管，连接管转动连接有转动连接管，转动连接管与喷洒管连通；喷洒管上设置有阀门，阀门用于控制喷洒管内部水流的流量；转动套管上固定设置有电机，固定套管上同轴固定连接有从动齿轮圈，电机的输出轴同轴单向转动设置有主动齿轮，固定套管和主动齿轮啮合；电机的输出轴与阀门通过往复控制组件进行连接，往复控制组件与主动齿轮传动方向相反；
9.中央控制中心，其用于控制红外成像仪感应监控空间内的温度变化，并生成热图像；对热像图进行处理，获得热源分布点；对热像图进行拼接，获得整体监控热像图；中央控制中心构建平面坐标系，将热像图和热源分布点置于平面坐标系中，获取热源分布点坐标；中央控制中心以热源分布点坐标为圆心，灭火器本体喷洒长度为半径，计算获得作业灭火器本体坐标；根据热源分布点计算灭火路径，并对灭火路径上的热源分布点进行顺序编号ni；灭火器本体的电机根据灭火路径正向转动，使喷洒管朝向热源分布点坐标ni；中央控制中心计算灭火器本体与热源分布点之间的间距，并查找一个预先设置的间距-流量信息表，获得喷洒流量；查找一个预先设置的流量-输出量信息表，获得电机的输出量；根据输出量进行反向输出，灭火水从喷洒管喷出对热源分布点坐标ni进行灭火；中央控制中心判断热
源分布点坐标ni是否存在，如果否，则控制电机根据灭火路径正向转动，使喷洒管朝向热源分布点坐标n
i 1
。
10.优选的：所述带联网监控功能的灭火器还包括气体检测模块，气体检测模块阵列式设置在监控空间内部，其用于实时监测监控空间的气体泄露情况，并生成泄露信号。
11.优选的：所述带联网监控功能的灭火器还包括报警器，其用于进行警报；中央控制中心接收泄露信号，并发送报警信号，报警器接收报警信号并进行报警。
12.优选的：所述的往复控制组件包括蜗杆、蜗轮、半边驱动盘、齿纹和驱动齿轮，蜗杆单向转动设置在电机的输出轴上，驱动齿轮与阀门连接，主动齿轮和蜗杆传动方向相反；蜗轮转动设置在转动套管上，蜗轮同轴固定连接有两个半边驱动盘，半边驱动盘的相对侧边缘固定设置有齿纹，两个半边驱动盘上的齿纹交错设置，驱动齿轮处于两个半边驱动盘之间，蜗轮与蜗杆啮合，电机反向转动使蜗杆转动，蜗杆转动驱动蜗轮转动，蜗轮转动带动半边驱动盘转动，两个半边驱动盘上的齿纹交替与驱动齿轮啮合，并驱动驱动齿轮正反交替转动，以此完成阀门的关闭-流量调节-打开。
13.优选的：两个所述半边驱动盘的外沿上均固定设置有若干斜型驱动片，两个斜型驱动片处于齿纹之间，且两个半边驱动盘上的斜型驱动片倾斜方向相反，喷洒管包括喷洒内管和喷洒外管，喷洒内管与连接管转动连通，喷洒内管的下部侧壁径向开设有若干内冲洒孔，喷洒内管的端部开设有内环洒孔，喷洒内管上转动嵌套有喷洒外管，喷洒外管的侧壁径向开设有若干外环洒孔，喷洒外管的端部开设有外冲洒孔，喷洒外管的外壁径向固定设置有凸出柱；中央控制中心判断其喷洒半径内的热源分布点数量，判断热源分布点密度是否大于一个预设值，如果是，则电机驱动蜗轮使斜型驱动片转动，其中一个半边驱动盘上的斜型驱动片随着半边驱动盘转动，斜型驱动片驱动喷洒外管转动，使外环洒孔和内冲洒孔重合进入喷洒模式，对热源进行灭火；如果否，则电机驱动蜗轮使斜型驱动片转动，其中一个半边驱动盘上的斜型驱动片随着半边驱动盘转动，斜型驱动片驱动喷洒外管转动，使内环洒孔和外冲洒孔重合进入定点灭火模式。
14.优选的：所述的驱动齿轮同轴固定连接有传动齿轮，阀门同轴固定连接有从动齿轮，传动齿轮与从动齿轮啮合。
15.本发明还提供一种带联网监控功能的灭火器监控方法，应用于上述所述的带联网监控功能的灭火器，所述的带联网监控功能的灭火器监控方法包括如下步骤：
16.s1、红外成像仪感应监控空间内的温度变化，并生成热图像；
17.s2、对热像图进行处理，获得热源分布点；
18.s3、对热像图进行拼接，获得整体监控热像图；
19.s4、构建平面坐标系，将热像图和热源分布点置于平面坐标系中，获取热源分布点坐标；
20.s5、以热源分布点坐标为圆心，灭火器本体喷洒长度为半径，计算获得作业灭火器本体坐标；
21.s6、根据热源分布点计算灭火路径，并对灭火路径上的热源分布点进行顺序编号ni；
22.s7、灭火器本体的电机根据灭火路径正向转动，使喷洒管朝向热源分布点坐标ni；
23.s8、计算灭火器本体与热源分布点之间的间距，并查找一个预先设置的间距-流量
信息表，获得喷洒流量；
24.s9、查找一个预先设置的流量-输出量信息表，获得电机的输出量；
25.s10、根据输出量进行反向输出，灭火水从喷洒管喷出对热源分布点坐标ni进行灭火；
26.s11、判断热源分布点坐标ni是否存在，如果否，则执行s12；
27.s12、控制电机根据灭火路径正向转动，使喷洒管朝向热源分布点坐标n
i 1
。
28.优选的：所述的热像图处理方法的具体步骤包括：
29.s21、获取热图像原图；
30.s22、对热图像原图进行正规化投影，并进行摊平；
31.s23、将热图像摊平图进行背景分离，获得热量分布图；
32.s24、对热量分布图进行过滤，获得热源分布点。
33.优选的：所述的图像拼接模块的拼接方法为对热像图进行分割，分割以图像拼接模块的采集焦点(xi，yi)为中心，红外成像仪拍摄热像图将周围的红外成像仪覆盖在内，获得一个长为x0，宽为y0的矩形组织图片，其中x0，y0为红外成像仪的拍摄边长，且x
i 1
＝xi x0，y
i 1
＝yi y0。
34.优选的：在所述的s10中，
35.s101、中央控制中心进行初始喷洒，并获取喷洒初始点坐标(x’，y’)；
36.s102、判断喷洒初始点坐标(x’，y’)与热源分布点坐标(x，y)是否相同，如果否，则执行s103；
37.s103、计算喷洒初始点坐标与热源分布点坐标间距；
38.s104、查找一个预先设置的调节间距-输出量信息表，进行电机输出量调节。
39.本发明的技术效果和优点：通过红外成像仪进行红外线识别热源分布点，并进行坐标性建立，可以定点进行灭火，灭火能力强。通过一个电机完成定位转换和流量调节，使灭火器结构简单化，节约能源。通过两个半边驱动盘转动，完成循环开关和灭火模式转化，且实现了顺序联动，实现了智能化调节。通过两种灭火模式进行灭火，并实现了自动判断和转化，灭火能力强。
附图说明
40.图1为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器的结构框图。
41.图2为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器中灭火器本体的立体结构示意图。
42.图3为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器中灭火器本体的俯视结构示意图。
43.图4为图3中a-a截面的局部剖视结构示意图。
44.图5为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器的实施例1中往复控制组件的立体结构示意图。
45.图6为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器的实施例2中往复控制组件的立体结构示意图。
46.图7为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器的实施例2中喷洒管的内部结
构示意图。
47.图8为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器监控方法的流程图。
48.图9为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器监控方法中热像图处理方法的流程图。
49.图10为本发明提出的一种带联网监控功能的灭火器监控方法中s10的流程图。
50.附图标记说明：固定盘1，从动齿轮圈2，固定套管3，主动齿轮4，往复控制组件5，蜗杆6，转动套管7，电机8，喷洒管9，蜗轮10，连接管11，转动连接管12，半边驱动盘13，齿纹14，驱动齿轮15，斜型驱动片16，凸出柱17，喷洒外管18，外环洒孔19，外冲洒孔20，传动齿轮21，从动齿轮22，喷洒内管23，内环洒孔24，内冲洒孔25。
具体实施方式
51.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
52.实施例1
53.参考图1，在本实施例中提出了一种带联网监控功能的灭火器，用于对建筑物进行监控和灭火，所述的带联网监控功能的灭火器包括：
54.红外成像仪，阵列式设置在监控空间顶部，用于感应监控空间内的温度变化，并生成热图像。监控空间顶部可是房间吊顶、顶面、走廊顶面等，具体在此不做赘述。红外成像仪可以均匀且阵列式的固定在空间顶部，并将整个监控空间覆盖，从而可以进行全面监控。
55.气体检测模块，阵列式设置在监控空间内部，用于实时监测监控空间的气体泄露情况，并生成泄露信号；所述的气体检测模块可以安装在房屋的房顶、走廊房顶、房间顶等易于发生灾情的地方。检测模块可以包括烟雾浓度传感器和可燃气体浓度传感器中的一种或者多种组合，为现有技术，具体在此不做赘述。
56.热像图处理模块，用于接收热像图并进行处理，获得热源分布点。热像图处理方法的具体步骤包括：1、获取热图像原图；2、对热图像原图进行正规化投影，并进行摊平；3、将热图像摊平图进行背景分离，获得热量分布图；4、对热量分布图进行过滤，获得热源分布点，对热量分布图进行过滤，将热源从热量分布图造成的影响过滤掉，从而可以获得热源分布点，可以根据热量分布图形状中心获得，也可以将热量产生的影响层层去除，具体在此不做赘述。
57.图像拼接模块，用于接收热像图，并对热像图进行拼接，获得整体监控热像图。红外成像仪拍摄范围有限，不能完全覆盖整个监控空间。对热像图进行拼接，从而增加了完整程度。所述的图像拼接模块的拼接方法为对热像图进行分割，分割以图像拼接模块的采集焦点(xi，yi)为中心，红外成像仪拍摄热像图将周围的红外成像仪覆盖在内，获得一个长为x0，宽为y0的矩形组织图片，其中x0，y0为红外成像仪的拍摄边长，且x
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＝xi x0，y
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＝yi y0，热像图按照焦点位置进行拼接，以此可以获得了整体监控热像图。
58.坐标构建模块，用于构建平面坐标系，并将热像图和热源分布点置于平面坐标系
中，获取热源分布点坐标。此处的坐标为平面坐标，坐标系将整个监控空间覆盖在内。
59.参考图2～图4，灭火器本体，阵列式分布在监控空间顶部，用于对监控空间内部进行定位灭火。所述的灭火器本体包括：固定套管3、转动套管7、往复控制组件5和连接管11，固定套管3可以固定安装在监控空间的顶部，固定套管3固定连接有固定盘1，固定盘1上开设有若干透孔，螺栓穿过透孔将固定盘1安装在监控空间的顶部，固定套管3的底部转动设置有转动套管7，固定套管3的内部固定嵌套有连接管11，连接管11可以与消防水源连通，转动套管7上径向固定连接有喷洒管9，连接管11转动连接有转动连接管12，转动连接管12与喷洒管9连通，喷洒管9上设置有阀门，阀门用于控制喷洒管9内部水流的流量。转动套管7上固定设置有电机8，固定套管3上同轴固定连接有从动齿轮圈2，电机8的输出轴同轴单向转动设置有主动齿轮4，固定套管3和主动齿轮4啮合。电机8正向驱动主动齿轮4转动，主动齿轮4带动从动齿轮圈2转动，以此可以调节喷洒管9的朝向。电机8的输出轴与阀门通过往复控制组件5进行连接，往复控制组件5与主动齿轮4传动方向相反，从而可以往复控制阀门开关。参考图5，所述的往复控制组件5可以包括蜗杆6、蜗轮10、半边驱动盘13、齿纹14和驱动齿轮15，蜗杆6单向转动设置在电机8的输出轴上，驱动齿轮15与阀门连接，主动齿轮4和蜗杆6传动方向相反。蜗轮10转动设置在转动套管7上，蜗轮10同轴固定连接有两个半边驱动盘13，半边驱动盘13的相对侧边缘固定设置有齿纹14，两个半边驱动盘13上的齿纹14交错设置，驱动齿轮15处于两个半边驱动盘13之间，蜗轮10与蜗杆6啮合，电机8反向转动可以驱动蜗杆6转动，蜗杆6转动驱动蜗轮10转动，蜗轮10转动带动半边驱动盘13转动，两个半边驱动盘13上的齿纹14交替与驱动齿轮15啮合，并驱动驱动齿轮15正反交替转动，以此完成阀门的关闭-流量调节-打开，具体在此不做赘述。
60.中央控制中心，用于获取热源分布点坐标。以热源分布点坐标为圆心灭火器本体喷洒长度为半径，计算获得作业灭火器本体坐标。中央控制中心根据热源分布点计算灭火路径，并对灭火路径上的热源分布点进行顺序编号为n1、n2、
…
ni…nn
。中央控制中心控制灭火器本体的电机8根据灭火路径正向转动，使喷洒管9朝向热源分布点坐标ni，并根据灭火器本体与热源分布点之间的间距，中央控制中心查找一个预先设置的间距-流量信息表，从而获得喷洒流量，中央控制中心查找一个预先设置的流量-输出量信息表，从而获得电机8的输出量；中央控制中心根据输出量进行反向输出，灭火水从喷洒管9喷出对热源分布点坐标ni进行灭火，中央控制中心判断热源分布点坐标ni是否存在，如果否，则中央控制中心控制电机8根据灭火路径正向转动，使喷洒管9朝向热源分布点坐标n
i 1
。由于热源分布点竖直高度不能控制，中央控制中心进行初始喷洒，并获取喷洒初始点坐标(x’，y’)，判断喷洒初始点坐标(x’，y’)与热源分布点坐标(x，y)是否相同，如果否，则计算喷洒初始点坐标与热源分布点坐标间距，中央控制中心查找一个预先设置的调节间距-输出量信息表，从而进行电机8输出量调节。报警器，用于进行警报，中央控制中心接收泄露信号，并发送报警信号，报警器接收报警信号并进行报警。
61.实施例2
62.参考图6～图7，两个半边驱动盘13的外沿上均固定设置有若干斜型驱动片16，两个斜型驱动片16处于齿纹14之间，且两个半边驱动盘13上的斜型驱动片16倾斜方向相反，喷洒管9包括喷洒内管23和喷洒外管18，喷洒内管23与连接管11转动连通，喷洒内管23的下部侧壁径向开设有若干内冲洒孔25，喷洒内管23的端部开设有内环洒孔24，喷洒内管23上
转动嵌套有喷洒外管18，喷洒外管18的侧壁径向开设有若干外环洒孔19，喷洒外管18的端部开设有外冲洒孔20，喷洒外管18的外壁径向固定设置有凸出柱17。中央控制中心判断其喷洒半径内的热源分布点数量，判断热源分布点密度是否大于一个预设值，如果是，则电机8驱动蜗轮10使斜型驱动片16转动，其中一个半边驱动盘13上的斜型驱动片16随着半边驱动盘13转动，斜型驱动片16驱动喷洒外管18转动，使外环洒孔19和内冲洒孔25重合进入喷洒模式，可以对热源进行灭火。如果否，则电机8驱动蜗轮10使斜型驱动片16转动，其中一个半边驱动盘13上的斜型驱动片16随着半边驱动盘13转动，斜型驱动片16驱动喷洒外管18转动，使内环洒孔24和外冲洒孔20重合进入定点灭火模式。通过两种灭火模式进行灭火，并实现了自动判断和转化，灭火能力强。驱动齿轮15同轴固定连接有传动齿轮21，阀门同轴固定连接有从动齿轮22，传动齿轮21与从动齿轮22啮合，通过传动齿轮21与从动齿轮22设置，可以改变半边驱动盘13与阀门的相对位置，使安装方便快捷。
63.实施例3
64.参考图8，在本实施例中提出了一种带联网监控功能的灭火器监控方法，包括如下步骤：
65.s1、红外成像仪感应监控空间内的温度变化，并生成热图像。
66.s2、对热像图进行处理，获得热源分布点。
67.s3、对热像图进行拼接，获得整体监控热像图。
68.s4、构建平面坐标系，将热像图和热源分布点置于平面坐标系中，获取热源分布点坐标。
69.s5、以热源分布点坐标为圆心，灭火器本体喷洒长度为半径，计算获得作业灭火器本体坐标。
70.s6、根据热源分布点计算灭火路径，并对灭火路径上的热源分布点进行顺序编号ni。
71.s7、灭火器本体的电机8根据灭火路径正向转动，使喷洒管9朝向热源分布点坐标ni。
72.s8、计算灭火器本体与热源分布点之间的间距，并查找一个预先设置的间距-流量信息表，获得喷洒流量。
73.s9、查找一个预先设置的流量-输出量信息表，获得电机8的输出量。
74.s10、根据输出量进行反向输出，灭火水从喷洒管9喷出对热源分布点坐标ni进行灭火。
75.s11、判断热源分布点坐标ni是否存在，如果否，则执行s12。
76.s12、控制电机8根据灭火路径正向转动，使喷洒管9朝向热源分布点坐标n
i 1
。
77.参考图9，所述的热像图处理方法的具体步骤包括：
78.s21、获取热图像原图；
79.s22、对热图像原图进行正规化投影，并进行摊平；
80.s23、将热图像摊平图进行背景分离，获得热量分布图；
81.s24、对热量分布图进行过滤，获得热源分布点。
82.参考图10，在所述的s10中，
83.s101、中央控制中心进行初始喷洒，并获取喷洒初始点坐标(x’，y’)。
84.s102、判断喷洒初始点坐标(x’，y’)与热源分布点坐标(x，y)是否相同，如果否，则执行s103。
85.s103、计算喷洒初始点坐标与热源分布点坐标间距。
86.s104、查找一个预先设置的调节间距-输出量信息表，进行电机8输出量调节。
87.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。