一种大空间多区域用消防报警系统及报警方法与流程

本发明涉及消防报警，具体为一种商场大空间多区域用消防报警系统及报警方法。

背景技术：

1、在大空间多区域中，例如商场，消防系统的重要性不言而喻，其设计和运作直接关系到人员的生命安全以及财产的保障。目前，商场广泛采用传统的火灾报警技术，其中包括烟雾探测器和手动火警按钮。然而，尽管这些设备在一定程度上能够提供火灾预警，但在火源定位和信息传递的方面仍然存在一些局限性。

2、在火灾发生时，烟雾探测器和手动火警按钮会触发报警蜂鸣器同时响起，提醒人们注意火警情况。然而，这样的报警方式通常只能在整个商场内部发出警报，而无法提供足够的信息以便迅速了解火灾的具体位置。在紧急情况下，对火源的准确定位对于火灾扑救和疏散人员至关重要，而传统的报警系统在这方面显得力不从心。

3、商场内部通常还配备声光报警器和应急广播系统，它们在火灾报警中扮演着重要的角色。声光报警器通过发出明显的声音和光线，能够有效地吸引人们的注意，迅速引起人们对火警的警觉。然而，尽管声光报警器在警示方面表现出色，却仅仅是一个全场性的提醒，无法提供具体的火源位置信息。在商场空间庞大而复杂的情况下，这种全场性的提醒可能并不足以满足紧急情况下的定位需求。

4、应急广播系统则通过语音广播的方式传递更多的信息，包括火灾发生原因、疏散指南等。然而，由于商场内部空间复杂，信息传递速度可能受到一定限制，尤其是在紧急情况下，人们需要迅速获得详细的火警信息。此外，应急广播系统也难以实现对火源的准确定位，因其主要用途是在广播信息而非提供具体位置。

技术实现思路

1、本发明提供了一种商场大空间多区域用消防报警系统及报警方法，用于解决上述背景技术中的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种大空间多区域用消防报警系统，包括：

3、x、y、z坐标定位模块，所述x、y、z坐标定位模块内置有通讯模块，用于对大空间多区域进行xyz坐标定位，将大空间多区域划分为地下第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第n区域；

4、传感器集成模块，所述传感器集成模块与相邻的x、y、z坐标定位模块电性连接，传感器集成模块和x、y、z坐标定位模块呈“米”字形布置，根据大空间多区域内不同区域的特点，设置不同密度的传感器集成模块；

5、数据处理单元，用于接收、处理、分析传感器集成模块采集的数据，所述数据处理单元预设有火灾风险模型，所述数据处理单元分别与xyz坐标定位模块和传感器集成模块信号连接，数据处理单元实时监测大空间多区域内部地下第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第n区域的环境参数，并根据预设的火灾风险模型判断火灾风险等级；

6、报警装置，包括声光报警器和火灾应急广播，所述报警装置与数据处理单元之间连接，根据数据处理单元的判断结果，若发生火情，数据处理单元通过通讯模块发送定位坐标至终端，同时触发相应区域的声光报警器和火灾应急广播。

7、作为优选的，所述x、y、z坐标定位模块具体定位方法包括：

8、在大空间多区域内部布置定位传感器节点，每个定位传感器节点都包含x、y、z轴坐标传感器，所述x、y、z轴坐标传感器包括gps定位传感器或北斗定位传感器；

9、在定位传感器节点上内置计算模块，计算模块用于处理接收到的gps卫星信号和北斗卫星信号测量数据，计算模块将卫星信号测量数据转化为各个区域在x、y、z轴上的具体坐标信息，坐标信息用于定位第一区域空间坐标、第二区域各个区域所在位置的空间坐标、第三区域所在空间坐标、第四区域所在空间坐标以及第n区域所在空间坐标；

10、定位传感器节点与数据处理单元之间通过通信模块连接；

11、数据处理单元将x、y、z坐标定位模块采集的数据与传感器集成模块采集的数据融合建立综合坐标信息，并且与报警装置关联，确保坐标定位信息能够被报警装置实时获取。

12、作为优选的，所述传感器集成模块包括传感器集成模块a以及传感器集成模块b，所述传感器集成模块a用于监测第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域；

13、所述传感器集成模块a包括温度传感器、烟雾传感器、热量传感器以及声音传感器；

14、其中，温度传感器，用于实时监测大空间多区域内各个区域的温度变化；

15、烟雾传感器，用于检测大空间多区域内部是否有烟雾产生；

16、热量传感器，用于监测物体的热量释放；

17、声音传感器，用于检测大空间多区域内部的异常声音，所述异常声音包括人员的呼救声；

18、所述传感器集成模块b包括温度传感器、烟雾传感器、气体传感器以及声音传感器，用于监测第n区域；

19、气体传感器，用于监测气体泄露情况。

20、作为优选的，所述判断火灾风险等级具体包括：

21、数据处理单元包括数据接收端口，用于接收来自传感器集成模块的数据；

22、数据处理单元将接收到的原始数据进行解析和格式化，确保数据的一致性和可处理性；

23、将来自温度传感器、烟雾传感器、热量传感器、声音传感器以及气体传感器的数据融合，形成综合的环境感知数据；

24、利用预设的火灾风险模型，将融合后的数据与模型进行比对和分析，以评估大空间多区域内不同区域的火灾风险等级；

25、设定合适的阈值，当火灾风险超过阈值时，触发相应区域的报警装置，同步发送x、y、z坐标定位模块采集到的空间坐标数据。

26、作为优选的，所述火灾风险模型公式包括：

27、

28、其中，risk score表示综合火灾风险评分，该评分与阈值相比，用于判断大空间多区域内火灾风险等级；

29、w1代表温度因子的权重值；

30、w2代表烟雾因子的权重值；

31、w3代表热量因子的权重值；

32、w4代表声音因子的权重值；

33、n1表示归一化后的温度值，位于[0，1]范围内；

34、n2表示归一化后的烟雾值，位于[0，1]范围内；

35、n3表示归一化后的热量值，位于[0，1]范围内；

36、n4表示归一化后的声音值，位于[0，1]范围内，用于消除不同传感器之间的尺度差异；其中，n1、n2、n3以及n4

37、or表示传感器测量的原始数值；

38、min表示传感器测得的最小数值；

39、max表示传感器测得的最大数值。

40、作为优选的，所述通信模块的通信方式包括但不限于有线网络、wi-fi、蓝牙、5g。

41、本技术进一步公开了一种大空间多区域用消防报警方法，方法包括：

42、(1)在大空间多区域内部布置x、y、z坐标定位模块，其中每个定位传感器节点包含x、y、z轴坐标传感器；

43、(2)在每个定位传感器节点上内置计算模块，用于处理接收到的gps卫星信号和北斗卫星信号测量数据，将卫星信号测量数据转化为各个区域在x、y、z轴上的具体坐标信息；

44、(3)通过通信模块将定位传感器节点与数据处理单元连接，确保x、y、z坐标定位模块采集的数据能够传输至数据处理单元；

45、(4)数据处理单元实时监测大空间多区域内部第一区域、第二区域、第三区域、第四区域以及第n区域的环境参数，n≥5，融合x、y、z坐标定位模块采集的数据与传感器集成模块采集的数据，建立综合坐标信息；

46、(5)利用预设的火灾风险模型，对大空间多区域内不同区域的火灾风险等级进行判断；

47、(6)当火灾风险等级超过预设的阈值时，触发相应区域的报警装置，同时通过通信模块发送x、y、z坐标定位模块采集到的空间坐标数据至终端；

48、(7)报警装置响应触发信号，包括声光报警器和火灾应急广播，以及终端的相应处理。

49、本发明具备以下有益效果：

50、(1)大空间多区域用消防报警系统通过设置不同密度的传感器集成模块，以及根据季节变化调整阈值参数，能够显著提高火灾预警的准确性和及时性，从而更有效地保障大空间多区域内的安全；首先，通过合理分布在第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第n区域的传感器集成模块，系统能够全面感知大空间多区域各个区域的环境数据，包括温度、烟雾、热量、声音和气体等多维度信息；不同区域的传感器密度设计考虑到各区域的特点，从而更精准地监测可能发生火灾的迹象。

51、其次，通过在数据处理单元中利用预设的火灾风险模型，将不同传感器收集到的数据与模型进行比对和分析，系统能够更综合地评估大空间多区域内不同区域的火灾风险等级；而通过季节性的阈值调整，系统更灵活地适应不同季节的气象和环境变化，提高了火灾预警的准确性，例如，在高温夏季，系统可能会降低温度和热量的阈值，更早地发现潜在的火灾风险。

52、最重要的是，当火灾风险超过设定的阈值时，数据处理单元将及时触发相应区域的报警装置，包括声光报警器和火灾应急广播。这不仅能够及时提醒大空间多区域内的人员，同时通过同步发送x、y、z坐标定位模块采集到的空间坐标数据，帮助快速准确地定位火源位置，提高了应急响应的迅速性和准确性；这一系列操作共同作用，使大空间多区域用消防报警系统在火灾预警方面取得了显著的效果。

53、(2)大空间多区域用消防报警系统不仅在火灾预警方面表现出色，而且对全面提升大空间多区域火灾安全管理水平具有显著的积极效果；首先，通过将大空间多区域划分为不同区域并设置相应密度的传感器集成模块，系统在火灾监测上实现了全方位的覆盖，不同区域的特点得到了充分考虑，这不仅有助于提高火灾预警的准确性，也能够为大空间多区域内的人员提供更安全的环境。

54、其次，通过数据处理单元的综合分析和火灾风险评估，大空间多区域管理者可以更加全面地了解大空间多区域内不同区域的火灾风险情况。这为制定更科学合理的火灾预防和应急计划提供了重要依据。大空间多区域管理者可以根据不同区域的火灾风险等级，有针对性地采取预防措施，提高大空间多区域整体的火灾安全管理水平。