自动化消防气垫控制平台及方法与流程

2021-01-20 15:01:05|

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本发明涉及消防设施领域，尤其涉及一种自动化消防气垫控制平台及方法。

背景技术：

消防设施(firefightingdevice)是指建筑物内的火灾自动报警系统、室内消火栓、室外消火栓等固定设施。自动消防设施分为电系统自动设施和水系统自动设施。

电气消防安全检测是根据电气设施在运行过程中热辐射、声发射、电磁发射等现代物理学现象，采用国际先进的高新技术仪器、设备，结合传统的检查方法对电气设施进行全方位的量化监测。从而更加全面、科学、准确在反映电气火灾隐患的存在、危险程度及其准确位置，并及时提出相应整改措施，从而消除隐患，避免电气火灾事故的发生。

电系统设施是在发生火灾事故时能自动报警的设备。这些设备通过在各处安装探头，然后所有探头接入一台主机。当探头探测到有火灾的迹象，如：烟，温度较高等就会把信息传递给主机，主机通过发出报警响声和显示报警原因来提醒工作人员。水系统设施则是在人流量和货物较多的场所通过水管引水，在较大水压的状态下，消防水的出水处用喷淋头堵上。喷淋上的玻璃管在温度较高的情况下就会自动爆破，然后喷淋头就能均匀洒水，以达到灭火的目的。

技术实现要素：

为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种自动化消防气垫控制平台，能够根据火灾楼宇高层跳楼人员的跳楼状态对下方的消防气垫执行自适应的控制动作，从而实现对跳楼人员的可靠保护。

为此，本发明需要具备以下三处关键的发明点：

(1)基于接收到的跳楼人员的人体对象的水平截面面积控制对消防气垫的当前充气的气体总量，水平截面面积越大，所述消防气垫的当前充气的气体总量越大；

(2)在基于接收到的人体对象的水平截面面积控制的对消防气垫的当前充气的气体总量超过所述消防气垫的最大充气总量时，对所述消防气垫冲入与所述消防气垫的最大充气总量一致的气体；

(3)建立自适应驱动机制以控制消防气垫跟随其正上方的跳楼人员的人体对象的位置进行相应随动式移动。

根据本发明的一方面，提供了一种自动化消防气垫控制平台，所述平台包括：

消防气垫，用于铺设在火灾楼宇的侧面，用于接收高层楼层的跳楼人员以减少人体伤害；

运动驱动机构，位于所述消防气垫的下方，用于按照接收到的运动矢量进行相应移动方向和移动量的移动；

截面分析设备，与充气泵体连接，用于基于接收到的成像景深和占据的面积百分比计算人体对象对应的水平截面面积；

充气泵体，设置在所述消防气垫的附近，与所述消防气垫的充气口连通，用于基于接收到的水平截面面积控制对所述消防气垫的当前充气的气体总量；

微型采集机构，嵌入在所述消防气垫的上表面内且其正上方封装有透明弹性材料，用于对人员跳楼场景执行现场图像数据采集，以获得对应的当前场景图像；

双边滤波设备，与所述微型采集机构建立蓝牙通信连接，用于对接收到的当前场景图像执行双边滤波处理，以获得并输出相应的双边滤波图像；

内容滤波设备，与所述双边滤波设备连接，用于对接收到的双边滤波图像执行布特沃斯低通滤波处理，以获得并输出相应的内容滤波图像；

实时增强设备，与所述内容滤波设备连接，用于对接收到的内容滤波图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；

第一解析机构，分别与所述截面分析设备和所述实时增强设备连接，用于检测所述实时增强图像中人体对象的成像景深和占据的面积百分比；

第二解析机构，与所述实时增强设备连接，用于计算所述实时增强图像的中心像素点以及所述实时增强图像中人体对象占据的图像区域的中心像素点；

矢量提取设备，分别与所述运动驱动机构和所述第二解析机构连接，用于基于所述实时增强图像的中心像素点相对于所述实时增强图像中人体对象占据的图像区域的中心像素点的方向和距离确定对应的运动矢量；

其中，基于接收到的水平截面面积控制对所述消防气垫的当前充气的气体总量包括：所述消防气垫的当前充气的气体总量与所述接收到的水平截面面积成单调正相关的关系。

根据本发明的另一方面，还提供了一种自动化消防气垫控制方法，所述方法包括使用如上述的自动化消防气垫控制平台以根据火灾楼宇高层跳楼人员的跳楼状态对下方的消防气垫执行自适应的控制动作。

本发明的自动化消防气垫控制平台及方法操作智能、具有一定的自适应控制水准。由于能够根据火灾楼宇高层跳楼人员的跳楼状态对下方的消防气垫执行自适应的控制动作，从而实现对跳楼人员的可靠保护。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的自动化消防气垫控制平台的消防气垫的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的自动化消防气垫控制平台及方法的实施方案进行详细说明。

智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论，以及自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术。

专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述的控制系统。尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得了较为成功的应用，但是专家系统的实际应用相对还是比较少的。

模糊逻辑用模糊语言描述系统，既可以描述应用系统的定量模型，也可以描述其定性模型。模糊逻辑可适用于任意复杂的对象控制。

遗传算法作为一种非确定的拟自然随机优化工具，具有并行计算、快速寻找全局最优解等特点，它可以和其他技术混合使用，用于智能控制的参数、结构或环境的最优控制。

神经网络是利用大量的神经元，按一定的拓扑结构进行学习和调整的自适应控制方法。它能表示出丰富的特性，具体包括并行计算、分布存储、可变结构、高度容错、非线性运算、自我组织、学习或自学习。这些特性是人们长期追求和期望的系统特性。神经网络在智能控制的参数、结构或环境的自适应、自组织、自学习等控制方面具有独特的能力。

当前，在针对火灾楼宇高层人员跳楼保护问题，一般采用消防气垫进行坠落人体的保护，然而在实际操作中，消防气垫具体设置位置、消防气垫的充气时间和展开时间等，都依赖人工模式进行，很容易耽误了宝贵的营救时间，同时，充入过多或过少的气量都不利于营救。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化消防气垫控制平台及方法，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的自动化消防气垫控制平台包括：

消防气垫，如图1所示，包括气垫主体1、充气管道2和排气口4，所述消防气垫与充气泵体3连接，用于铺设在火灾楼宇的侧面，用于接收高层楼层的跳楼人员以减少人体伤害；

运动驱动机构，位于所述消防气垫的下方，用于按照接收到的运动矢量进行相应移动方向和移动量的移动；

截面分析设备，与充气泵体连接，用于基于接收到的成像景深和占据的面积百分比计算人体对象对应的水平截面面积；

充气泵体，设置在所述消防气垫的附近，与所述消防气垫的充气口连通，用于基于接收到的水平截面面积控制对所述消防气垫的当前充气的气体总量；

双边滤波设备，与所述微型采集机构建立蓝牙通信连接，用于对接收到的当前场景图像执行双边滤波处理，以获得并输出相应的双边滤波图像；

内容滤波设备，与所述双边滤波设备连接，用于对接收到的双边滤波图像执行布特沃斯低通滤波处理，以获得并输出相应的内容滤波图像；

实时增强设备，与所述内容滤波设备连接，用于对接收到的内容滤波图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；

第一解析机构，分别与所述截面分析设备和所述实时增强设备连接，用于检测所述实时增强图像中人体对象的成像景深和占据的面积百分比；

第二解析机构，与所述实时增强设备连接，用于计算所述实时增强图像的中心像素点以及所述实时增强图像中人体对象占据的图像区域的中心像素点；

接着，继续对本发明的自动化消防气垫控制平台的具体结构进行进一步的说明。

所述自动化消防气垫控制平台中：

基于接收到的成像景深和占据的面积百分比计算人体对象对应的水平截面面积包括：人体对象对应的水平截面面积与接收到的成像景深成单调正相关的关系。

所述自动化消防气垫控制平台中：

基于接收到的成像景深和占据的面积百分比计算人体对象对应的水平截面面积包括：人体对象对应的水平截面面积与占据的面积百分比成单调正相关的关系。

所述自动化消防气垫控制平台中：

所述双边滤波设备内置有第一蓝牙通信接口，用于与所述微型采集机构内置的第二蓝牙通信接口建立双向蓝牙通信链路。

所述自动化消防气垫控制平台中还可以包括：

气量报警机构，与所述充气泵体连接，用于在基于接收到的水平截面面积控制的对所述消防气垫的当前充气的气体总量超过所述消防气垫的最大充气总量时，发出气量不足信号。

所述自动化消防气垫控制平台中：

所述气量报警机构还用于在基于接收到的水平截面面积控制的对所述消防气垫的当前充气的气体总量未超过所述消防气垫的最大充气总量时，发出气量充足信号。

所述自动化消防气垫控制平台中：

基于接收到的水平截面面积控制对所述消防气垫的当前充气的气体总量包括：在基于接收到的水平截面面积控制的对所述消防气垫的当前充气的气体总量超过所述消防气垫的最大充气总量时，对所述消防气垫冲入与所述消防气垫的最大充气总量一致的气体。

所述自动化消防气垫控制平台中还可以包括：

气压检测设备，设置在所述消防气垫内，用于检测并输出所述消防气垫内的实时气压；

气压报警机构，与所述气压检测设备连接，用于在接收到的实时气压超过预设压力阈值时，执行相应的报警操作。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种自动化消防气垫控制方法，所述方法包括使用如上述的自动化消防气垫控制平台以根据火灾楼宇高层跳楼人员的跳楼状态对下方的消防气垫执行自适应的控制动作。

另外，蓝牙(bluetooth)：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4-2.485ghz的ism波段的uhf无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为rs232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。

如今蓝牙由蓝牙技术联盟(bluetoothspecialinterestgroup，简称sig)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，他们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。ieee将蓝牙技术列为ieee802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：read-onlymemory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：randomaccessmemory，简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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