基于物联网的智能消防箱监测系统及监测方法与流程

1.本发明涉及消防技术领域，具体涉及基于物联网的智能消防箱监测系统及监测方法。


背景技术：

2.火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。
3.消防箱作为最基本的消防器材，在现在建筑中经常被使用，消防箱主要作用是放置灭火器和消防栓，供发生火灾时紧急灭火使用，这就要求消防箱必须在紧急情况下能够使用，最常见的消防箱内放置灭火器，作为消防的必备工具，要保证灭火器处于正常的使用范围，而灭火器内部一般存储的是干粉，正常情况下灭火器的重量是固定的，当使用后，会发生重量减轻，作为消防用品，需要保证消防用品随时可用，这就要求灭火器在使用完成后要及时更换处理。
4.现有的消防箱通过人工巡检进行灭火器的重量巡检，灭火器内部一般存储的是干粉，正常情况下灭火器的重量是固定的，当使用后，会发生重量减轻，作为消防用品，需要保证消防用品随时可用，这就要求灭火器在使用完成后要及时更换处理。采用人工定期巡检方式，容易发生漏检或错检，灭火器在使用后，未能及时进行更换，又被放回至消防箱内，当下次使用时或检修时才会发现问题，容易延误消防救灾时机。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供基于物联网的智能消防箱监测系统及监测方法。
6.本发明提出的技术方案为：
7.基于物联网的智能消防箱监测系统，包括：
8.消防箱，用于获取灭火器的重量并将灭火器重量发送出去；
9.烟雾监测装置，用于对火灾烟雾信号进行检测并将检测信号发送出去；
10.操作终端，用于对消防箱和烟雾传感器进行操作控制；
11.云服务器，接收并存储消防箱和烟雾传感器的监测信号并与操作终端通信；
12.所述消防箱与烟雾传感器通过无线通信模块通讯，所述烟雾传感器通过无线通信模块与云服务器通讯，所述操作终端用于登录云服务器进行数据查看和控制。
13.作为本发明的进一步技术方案为，所述消防箱包括：
14.消防箱体，
15.消防箱控制装置，设置于消防箱体内用于对消防箱进行检测和控制；
16.重量检测装置，设置于消防箱体内部用于对设置于消防箱体内的灭火器重量进行
检测；
17.供电电源，设置于消防箱体内用于对消防箱控制装置和重量检测装置供电；
18.第一通信模块，设置于消防箱体内部用于对消防箱控制装置与外部进行通信；
19.声光报警模块，用于对灭火器失效、丢失情况进行报警；
20.显示模块，用于对消防箱编号、消防箱状态、灭火器重量进行显示；
21.所述重量检测装置的输出端连接消防箱控制装置，所述消防箱控制装置的输出端连接声光报警模块和显示模块，所述消防箱控制装置与第一通信模块连接；所述供电电源的输出端连接消防箱控制装置、声光报警模块和显示模块。
22.作为本发明的进一步技术方案为，所述重量检测装置包括托盘和重量传感器，所述托盘设置于消防箱体内，所述托盘的下方设置重量传感器，所述重量传感器的输出端通过a/d转换器与消防箱控制装置连接。
23.作为本发明的进一步技术方案为，所述供电电源包括电源插口和ups电源，所述电源插口与外接电源连接，所述电源插口的内侧与ups电源连接，所述ups电源的输出端与消防箱控制装置连接。
24.作为本发明的进一步技术方案为，所述消防箱内设置驱鼠器，所述驱鼠器与供电电源连接。
25.作为本发明的进一步技术方案为，所述烟雾监测装置包括：
26.传感器外壳，
27.烟雾传感器，设置于传感器外壳上用于对烟雾进行检测；
28.传感器控制板，设置于传感器外壳的内部用于接收烟雾传感器的检测信号；
29.第二通信模块，用于接收消防箱上传的信息并将消防箱和烟雾传感器信息发送至云服务器；
30.所述传感器外壳上设置电源接口，所述电源接口的内侧与传感器控制板连接，所述烟雾传感器的输出端连接传感器控制板；所述传感器控制板与第二通信模块连接。
31.作为本发明的进一步技术方案为，所述第一无线通信模块和第二通信模块为sim7600ce物联网模块，用于实现无线通信。
32.作为本发明的进一步技术方案为，所述消防箱控制装置采用stm32h750vbt6型号的单片机。
33.作为本发明的进一步技术方案为，所述操作终端包括：
34.登录模块，通过用户名和密码进行登录；
35.系统首页，用于显示消防箱的地理位置信息及在线状态；
36.组网模块，用于对消防箱和烟雾监测装置进行组网；
37.报警模块，用于展示消防箱和烟雾监测装置的报警信息；
38.个人中心，用于对巡检周期、上报频率、巡检、失效及修改密码进行设置。
39.本发明还提供基于物联网的智能消防箱监测方法，包括以下步骤：
40.消防箱对箱体内的灭火器的重量进行检测并将检测重量信息发送出去；
41.烟雾检测装置对烟雾进行检测获取烟雾信息，接收消防箱的检测重量信息并将烟雾报警信息和消防箱重量信息发送出去；
42.云服务器接收烟雾检测装置发送的烟雾报警信息和消防箱重量信息并进行存储；
43.操作终端接收云服务器的存储信息并对消防箱和烟雾检测装置进行操作控制。
44.本发明的有益效果为：
45.本发明的消防箱内置监测灭火器重量的重量检测装置，并将消防箱的信息传输至附近的烟雾监测装置，烟雾监测装置作为中继端将消防箱的信息和烟雾监测装置监测的信息一并发送至云服务器，形成消防箱物联，消防箱在监测到灭火器丢失、灭火器重量小于设定值时，启动报警，驱动声光报警模块进行现场报警，并通过通信模块将报警信息上传至云服务器，操作终端获取云服务器信息并进行操作控制并上传至云服务器，通过云服务器控制消防箱的现场报警解除。实现远端实时监测和控制，方便对消防箱的状态进行监测，并能及时获取报警信号，可在线实时监测，不需要进行人工巡检，提高效率。
附图说明
46.图1为本发明提出的基于物联网的智能消防箱监测系统结构图；
47.图2为本发明提出的消防箱结构图；
48.图3为本发明提出的烟雾监测装置结构图；
49.图4a为本发明提出的操作终端系统首页界面图；
50.图4b为本发明提出的操作终端组网界面图；
51.图4c为本发明提出的操作终端报警界面图；
52.图4d为本发明提出的操作终端个人中心界面图；
53.图5为本发明提出的基于物联网的智能消防箱监测系统无上盖立体图；
具体实施方式
54.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
55.参见图1至图3，基于物联网的智能消防箱监测系统，包括：
56.消防箱101，用于获取灭火器的重量并将灭火器重量发送出去；
57.烟雾监测装置102，用于对火灾烟雾信号进行检测并将检测信号发送出去；
58.操作终端103，用于对消防箱和烟雾传感器进行操作控制；
59.云服务器104，接收并存储消防箱和烟雾传感器的监测信号并与操作终端通信；
60.所述消防箱与烟雾传感器通过无线通信模块通讯，所述烟雾传感器通过无线通信模块与云服务器通讯，所述操作终端用于登录云服务器进行数据查看和控制。
61.本发明实施例中，消防箱内置监测灭火器重量的重量检测装置，并将消防箱的信息传输至附近的烟雾监测装置，烟雾监测装置作为中继端将消防箱的信息和烟雾监测装置监测的信息一并发送至云服务器，形成消防箱物联，消防箱在监测到灭火器丢失、灭火器重量小于设定值时，启动报警，驱动声光报警模块进行现场报警，并通过通信模块将报警信息上传至云服务器，操作终端获取云服务器信息并进行操作控制并上传至云服务器，通过云服务器控制消防箱的现场报警解除。
62.参见图2，消防箱包括：消防箱体111，消防箱控制装置112，设置于消防箱体内用于
对消防箱进行检测和控制；重量检测装置113，设置于消防箱体内部用于对设置于消防箱体内的灭火器重量进行检测；供电电源114，设置于消防箱体内用于对消防箱控制装置和重量检测装置供电；第一通信模块115，设置于消防箱体内部用于对消防箱控制装置与外部进行通信；声光报警模块116，用于对灭火器失效、丢失情况进行报警；显示模块117，用于对消防箱编号、消防箱状态、灭火器重量进行显示；所述重量检测装置的输出端连接消防箱控制装置，所述消防箱控制装置的输出端连接声光报警模块和显示模块，所述消防箱控制装置与第一通信模块连接；所述供电电源的输出端连接消防箱控制装置、声光报警模块和显示模块。
63.本发明实施例中，重量检测装置包括托盘和重量传感器，所述托盘设置于消防箱体内，所述托盘的下方设置重量传感器，所述重量传感器的输出端通过a/d转换器与消防箱控制装置连接。
64.本发明实施例中，重量检测装置的数量可根据设计的消防箱大小进行设置，一般消防箱内放置两组灭火器，因此重量检测装置对应设置两组，对于具体设计数量可根据设计要求限定，本发明对此不作限制。
65.本发明实施例中，供电电源包括电源插口和ups电源，所述电源插口与外接电源连接，所述电源插口的内侧与ups电源连接，所述ups电源的输出端与消防箱控制装置连接。
66.其中，为了防止蚊虫鼠进入消防箱内，对消防箱内的电路造成损坏，消防箱内设置驱鼠器，所述驱鼠器与供电电源连接。
67.本发明实施例中，消防箱通过消防箱左侧三孔插头连接电源线，通过船型按钮开关电源，电源指示灯亮时，连接外部电源，给ups进行供电，内部ups电源电量指示灯闪烁；外部电源断开时，通过ups为设备提供电源。根据现场网络信号情况及设备状态，ups供电时间为2-4天，建议无特殊情况请连接外部电源，以免造成ups亏电，影响使用寿命。设备通过ups电源的usb接口进行供电，供电电压为直流5v。正常状态下ups始终为控制器提供电源，设备处于运行状态。
68.设备电源接通后，消防箱开始运行，通过右侧显示屏可以查看设备的运行状态，如设备名称、灭火器重量、巡检天数和联网状态等信息。通过右侧显示屏旁边的船型按钮可以打开和关闭显示屏和引导指示灯。在显示屏和引导指示灯打开的情况下，左侧的船型按钮可以打开本地报警，此时蜂鸣器响，引导指示灯闪烁。然后将两个开关全部关闭，可以关闭报警和引导指示灯及显示屏。引导指示灯的方向可通过引导指示灯灯盘背后的船型开关进行设置，可设置为左侧、右侧或者双向。
69.参见图3，烟雾监测装置102包括：传感器外壳121，烟雾传感器122，设置于传感器外壳上用于对烟雾进行检测；传感器控制板123，设置于传感器外壳的内部用于接收烟雾传感器的检测信号；第二通信模块124，用于接收消防箱上传的信息并将消防箱和烟雾传感器信息发送至云服务器；所述传感器外壳上设置电源接口，所述电源接口的内侧与传感器控制板连接，所述烟雾传感器的输出端连接传感器控制板；所述传感器控制板与第二通信模块连接。
70.本发明实施例中，第一无线通信模块和第二通信模块为sim7600ce物联网模块，用于实现无线通信；可以使用4g/北斗/gps进行定位通信，实现数据的上传。消防箱控制装置采用stm32h750vbt6型号的单片机，控制电路简单，易于设计。其中，消防箱体通过有机硅密
封胶进行密封，消防箱体还设置透波孔，使通信模块能够有效进行信号的传输。
71.参见图4a至图4d，操作终端包括：
72.登录模块，通过用户名和密码进行登录；
73.系统首页，用于显示消防箱的地理位置信息及在线状态；
74.组网模块，用于对消防箱和烟雾监测装置进行组网；
75.报警模块，用于展示消防箱和烟雾监测装置的报警信息；
76.个人中心，用于对巡检周期、上报频率、巡检、失效及修改密码进行设置。
77.其中操作终端可以采用移动终端，例如手机、笔记本电脑、或其他可安装该app程序的手持终端。具体操作包括：系统登录、首页操作，组网操作、报警记录和个人中心；
78.其中，系统登录通过输入用户名密码点击登录按钮进入系统首页。
79.系统首页的底部设置首页操作，组网操作、报警记录和个人中心；点击可分别进入；
80.首页操作具体为：
81.通过点击地图页面右下角的“ ”和
“‑”
按钮放大或缩小地图范围。
82.通过点击地图页面左下角的刷新按钮，实时获取灭火箱数据。
83.点击标题栏右侧按钮进入设备列表页面。
84.点击地图上的灭火箱标记点，可在地图下方弹出该灭火箱信息，点击详情可查看此消防箱的详细信息；点击重量即可弹出重量确认对话框确认重量(删除)；针对在线设备此弹出层底部会出现指令操作，点击相应指令即可向设备发送指令，并刷新可操作的指令信息。
85.在首页的右上方设置设备列表信息，设备列表分为灭火箱列表和烟感列表，通过上方标签进行切换。点击列表相应条目进入灭火箱详情界面，向左滑动相应条目显示快速操作按钮，其中包括删除、报警按钮。点击删除弹出确认删除对话框，点击确定即可删除该灭火箱信息，页面自动刷新后，展示已有灭火箱信息列表，点击报警按钮即可向该箱体发送报警命令。点击页面右下角“ ”按钮，弹出注册箱体对话框，输入箱体sn和箱体名称，点击确定按钮注册箱体，完成后列表信息自动刷新。列表页面手动下滑屏幕，刷新列表。烟感列表提供的操作和灭火器列表提供的操作类似，但不提供烟感详情页面。
86.查看灭火器详情，具体操作为：点击修改名称，弹出修改名称对话框，点击确定，页面即显示新名称；点击所显示的重量，弹出确认重量对话框，点击确定即可确认重量；提供灭火箱数据更新时间的指令操作，点击相应按钮即可发送指令；页面下方提供巡检记录列表供用户查看；点击页面标题栏右侧按钮进入灭火器更换记录页面；
87.组网操作提供添加组网、组网报警、组网删除、手动下拉刷新操作。添加组网操作为：
88.点击页面右下方“ ”按钮，进入添加组网操作；选择所需组网的烟感器，该列表只展示未组网的烟感，选择完成后点击下一步，进入灭火箱选择界面；对该组网的灭火箱进行选择，完成后点击完成按钮，弹出输入组网名称的对话框；填写组网名称点击确定按钮，返回组网列表界面，并自动刷新列表信息；在组网列表中选择一条数据进行左滑操作，即可显示删除、报警操作；点击删除按钮，弹出确认删除对话框，点击确定即可删除该组网信息，列表进行自动刷新，点击报警按钮，弹出确认报警对话框，点击确定即可对相应组网设备进行
报警指令下发。
89.报警操作展示设备报警的历史记录，可手动下拉进行数据刷新。
90.个人中心模块提供系统参数设置、修改密码、退出系统等操作；参数设置包含巡检周期、上报频率、巡检设置、失效设置等操作，点击相应条目即弹出对应对话框，输入所需数值，点击确定即可；根据页面提示输入相应内容，点击确认，即修改密码完成。
91.系统默认记住用户名、密码，一次登录后在该用户名的密码没有改变的情况下，系统进行自动登录操作，点击退出系统按钮将清除系统保存的用户名和密码，并跳转到登录界面。
92.参见图5，本发明还提供基于物联网的智能消防箱监测方法，包括以下步骤：
93.步骤201，消防箱对箱体内的灭火器的重量进行检测并将检测重量信息发送出去；
94.步骤202，烟雾检测装置对烟雾进行检测获取烟雾信息，接收消防箱的检测重量信息并将烟雾报警信息和消防箱重量信息发送出去；
95.步骤203，云服务器接收烟雾检测装置发送的烟雾报警信息和消防箱重量信息并进行存储；
96.步骤204，操作终端接收云服务器的存储信息并对消防箱和烟雾检测装置进行操作控制。
97.灭火器巡检：在规定时间内，按照灭火器巡检时间依次对左侧和右侧灭火器进行检查，检查完成后，完成一次灭火器巡检，然后消防箱将巡检消息上报给服务器，具体巡检流程如下：为了便于巡检，可以打开显示屏，然后拿起左侧灭火器，进行灭火器状态进行检查，同时显示器上显示灭火器巡检的用时，如果在小于巡检最小时间的时刻将灭火器放回，则忽略本次巡检，如果大于巡检最长时间的时刻将灭火器放回，则视为灭火器丢失，将丢失报警上报给服务器，在巡检最小时间和最长时间内将灭火器放回，则此灭火器巡检成功，然后再重复进行右侧灭火器巡检，两个都巡检完成后消防箱向服务器上报巡检成功，并重新开始新一轮巡检时间的计时。
98.如果超过巡检周期仍未进行灭火器巡检，则消防箱向服务器上报巡检超期报警，然后将灭火器进行巡检可消除报警。
99.灭火器报警：灭火器丢失报警：如果灭火器拿起时间超过巡检最长时间，则认为此灭火器丢失，消防箱向服务器上报灭火器丢失报警信息。
100.将灭火器重新放回，并通过app对此消防箱进行消除报警操作可消除报警。
101.灭火器失效报警：如果灭火器重量低于设定的失效值，且灭火器没有丢失，则认为灭火器失效，消防箱向服务器上报灭火器失效报警信息。
102.将灭火器更换后，并通过app对此消防箱进行消除报警操作可消除报警。
103.灭火器更换后，需对消防箱进行一次巡检操作，即可完成灭火器更换操作，并重新开始进行巡检周期的计数。
104.以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。