一种宿舍楼节能化火灾预警监控系统及控制方法

本发明涉及消防监控，尤其涉及一种宿舍楼节能化火灾预警监控系统及控制方法。

背景技术：

1、校园宿舍人员高度密集、易燃可燃物多，一旦发生火灾，将对学生的生命财产安全构成严重威胁。

2、案例一：2007年7月11日凌晨3时许，武汉经济技术开发区江汉大学一女生宿舍楼起火，近百名学生被浓烟困住。消防官兵迅速出击，救出被困学生，并将大火扑灭。

3、案例二：2015年11月25日晚，周口职业技术学院医学院一女生宿舍突然起火，所幸没有造成人员伤亡，据悉，起火原因可能是使用电热毯所致。

4、案例三：2020年9月13日凌晨，上海大学宝山校区宿舍楼起火，据悉，起火原因疑似有人抽烟，烟头掉在塑料垃圾桶上着火，所幸有学生及时发现，并疏散了楼内其余学生。消防救援人员到场后十几分钟将火势扑灭，事故未造成人员伤亡。

5、宿舍火灾的高发期往往是在夜间，宿舍内人员回寝较多，违规用电，抽烟、乱扔烟头等事件也较为频繁，导致发生火灾的风险大大增加，而且夜间或是其他休息时间段，人们都处于睡眠状态，当发现火灾时，火势可能已经很大，上述几个火灾案情都是有人发现的比较及时，若发现不及时，或是消防联动不够及时，后果不堪设想(消防面前，分秒必争)。

6、现在的火灾监测中，烟雾报警器的方式较为常见，但这种方式需要起火后的燃烧烟雾到达烟雾报警器的监测位置处，才能进行监测警报，而等到起火烟雾气流到达烟雾报警器的监测位置时，火势可能已经发展的较大了。而为了让起火烟雾气流能够快速的到达烟雾报警器的监测位置，很多烟雾报警器都安装了气流风扇，对监测场景范围内气流进行快速吸入式监测，但一直按照最大功率开着气流风扇，虽然能够让烟雾报警器快速进行气流监测，但数量较多的气流风扇的大功率持续运行，耗电量也是较为巨大的，例如一栋宿舍楼90间宿舍，10个廊道，总共安装100个气流风扇，每个风扇50w，一年的耗电量就是100*50*24*365/1000＝43800kwh，按照阶梯用电价(第一阶梯：用电量低于120度的居民用户，每度电收费0.6元；第二阶梯：用电量120度至300度的居民用户，每度电收费0.8元；第三阶梯：用电量300度至500度的居民用户，每度电收费1.0元；第四阶梯：用电量500度至700度的居民用户，每度电收费1.2元；第五阶梯：用电量700度至1000度的居民用户，每度电收费1.4元；第六阶梯：用电量1000度以上的居民用户，每度电收费1.6元)，最后一年的用电成本：72+144+200+240+420+68480＝69558元，这还只是一个宿舍楼的成本，正常大学的宿舍楼都有几十个，每年的用电成本都可能达到好几百万。

7、面对单一提高气流烟雾报警效率这一项目事宜，每年支出的费用都如此之高，但为了保障学生的人身财产安全，这一方面的措施势在必行。

8、综上，如何既提高气流烟雾报警效率，也进一步减少开展该项目事宜上的大额用电成本，成为需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种宿舍楼节能化火灾预警监控系统及控制方法，完成了宿舍楼的时空动态式消防安全管理，既保证了各种时段环节的气流烟雾报警效率，也进一步减少开展该项目事宜上的大额用电成本。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供一种宿舍楼节能化火灾预警监控系统，宿舍楼设有宿舍人员进口通道、位于宿舍人员进口通道一侧的访客人员进口通道和位于宿舍人员进口通道另一侧的出口通道，宿舍人员进口通道、访客人员进口通道、出口通道都配置有人脸识别装置，宿舍人员进口通道、访客人员进口通道、出口通道都设有闸机。宿管房间还配置了宿舍房号选择器，宿舍房号选择器设置数字按键和用于显示相应宿舍房间内所有宿舍成员信息和该宿舍房间实时在楼宿舍成员信息的信息显示屏。宿舍每个房间都配置有一气流循环装置，气流循环装置设置有气流通道、通道进气口、位于通道进气口位置处的烟雾传感元件，气流循环装置的气流通道尾部还安装有气流风机。

4、监控系统还包括：人脸识别存储模块，获取并存储人脸识别信息。访客信息管理模块，管理进入宿舍楼内相应宿舍房间的访客人员信息。宿舍信息管理模块，管理已录入的宿舍人员信息、实时在线的宿舍人员信息以及宿舍人员实时在线的总人数(包括宿舍的访客人数)。闸机控制模块，对符合进出人员信息时进行道闸控制。时段管理模块，内置系统预设的活动时段和休息时段，对实时时间所处的系统预设时段进行判断。安全系数管理模块，对实时时间所处系统预设时段的安全系数进行分析选择。气流循环功率调节模块，实时调节宿舍区域和公共区域的各个气流循环装置的气流风机功率。

5、作为本发明警监控系统的一种优选技术方案：访客人员进口通道与宿舍楼的宿管房间相邻，宿管房间开设有朝向访客人员进口通道的窗口。

6、作为本发明警监控系统的一种优选技术方案：宿舍房号选择器还设置了放行按键、报警按键。

7、作为本发明警监控系统的一种优选技术方案：气流风机包括风机进气口、风机出气口，风机进气口与气流通道连通，通道进气口、风机出气口都朝向宿舍房间空间。

8、作为本发明警监控系统的一种优选技术方案：监控系统还配置有时钟模块，时段管理模块实时获取时钟模块的时间信息。其中，系统预设的活动时段为8:00-12:00、14:00-22:00，系统预设的休息时段为12:00-14:00，22:00-08:00。其中，时钟模块采用联网网络时间。

9、作为本发明警监控系统的一种优选技术方案：监控系统还配置位置编码模块，监控系统通过位置编码模块与每个气流循环装置的烟雾传感元件进行信息传输。

10、本发明涉及一种宿舍楼节能化火灾预警监控系统的控制方法，包括以下步骤内容：

11、第一步，宿舍人员进口通道人脸识别装置对进入人员进行人脸信息识别，属于本楼人员，闸机自动放行，非本楼人员提示从访客人员进口通道通行。

12、第二步，若为本楼人员进入，系统判断该进入人员所属宿舍房间wx。

13、第三步，若为非本楼人员进入，宿管在宿舍房号选择器选择宿舍房号，确认可放行后，访客人员进口通道的人脸识别装置对访客人员进行人脸信息识别，然后访客人员进口通道的闸机放行。

14、第四步，系统分析宿舍房间wx的人员已经进入宿舍楼的实时人数mx，mx＝ma+mc，其中，ma为宿舍房间wx成员已经进入本宿舍楼内的人员总数量，mc需要进入宿舍房间wx的非本楼人员数量。

15、第五步，系统对时间进行时段划分，将全天时间划分为休息时段、活动时段，系统预设相应时段的消防安全系数λ：系统预设休息时段的消防安全系数为λ1，系统预设活动时段的消防安全系数为λ2。休息时段的消防安全系数λ1比活动时段的消防安全系数λ2要大，比如λ1＝1，λ2＝0.6。

16、第六步，系统驱控宿舍房间wx中的气流循环装置运行功率：宿舍房间wx中的气流循环装置运行功率为px，px＝λ△p1+pmin，其中，λ按照实时时间取值λ1或λ2，△p1为宿舍房间wx的气流循环装置实时增加的功率，且△p1∝mx，pmin为系统预设房间内气流循环装置的最小运行功率，消防安全系数λ根据实时时间所对应的时段进行取值。(2)系统分析出宿舍房间wx无人员进入宿舍楼时，宿舍房间wx中的气流循环装置运行功率为pmin。

17、第七步，系统驱控宿舍楼内公共区域各个气流循环装置运行功率pg，pg＝λ△p2+pmin，其中，△p2公共区域气流循环装置增加的运行功率，λ按照实时时间取值λ1或λ2。

18、第八步，宿舍楼内人员通过出口通道离开宿舍楼时，出口通道的人脸识别装置对离开人员进行人脸信息识别，对应减少所属宿舍房号的实时在楼人员数量，对应减少整个宿舍楼内的实时在楼人员数量，并同步降低相应气流循环装置运行功率。

19、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明通过对进出宿舍楼的人员进行安防式管理，通过对宿舍楼的在线人员进行实时动态化检测，并结合时段管理、安全系数匹配管理与气流循环功率调节的控制管理，完成了宿舍楼的时空动态式消防安全管理，既保证了各种时段环节的气流烟雾报警效率，也进一步减少开展该项目事宜上的大额用电成本。