一种基于物联网的火灾报警系统及方法与流程

本发明涉及火灾报警，具体是一种基于物联网的火灾报警系统及方法。

背景技术：

1、随着我国城镇化水平越来越高，城市化发展越来越快，在人口相对密集的大城市，各种住宅层数不断提高的同时，住宅密度也在不断增大。各种生活易燃材料被不经意间带入住宅内，不仅增加了住户家里的消防隐患，也为消防安全提出了更高的要求。尽管楼层内部的消防设施随着科技的进步不断升级改造，但是，“以消为主”的单一式的消防设备已经远远不能满足现代楼宇消防安全的需求了。

2、我国国民消防安全指导的主要方针是“预防为主、防消结合”，防患于未然才是消防工作的重中之重。

3、目前，对于火灾造成的危害，人们的消防灭火观念已经由原来被动的火灾发生后再进行扑救转变为采用各种探测器进行主动的探测预防，争取做到早察觉、早预防、早灭火，这也符合预防为主的消防灭火观念。伴随着科学技术的发展，火灾探测技术的发展取得了突飞猛进的发展，各种新技术、新理念被不断地用到火灾探测器及相关消防产品中。目前，已有相当一部分产品走向了市场，被应用到住宅区的火灾预防中，火灾探测技术已发展的越来越先进和成熟，已成为我们防治火灾不可缺少的技术手段。

4、检索发现：专利公开号cn117523806a中公开了一种基于bim模型的火灾预警方法，该方法通过集成项目管理平台指挥大屏将bim模型叠加地理信息地图实现效果展示，然后将摄像头画面投影在bim模型上，并搭建智能服务平台、物联网平台和集成项目管理平台实现识别、视频流截帧等服务，及时发出示警信号并通过指挥大屏连接云广播实时指导逃生，提高了火灾预警效率和便捷性。

5、专利公开号cn117685514a中公开了一种多信息融合的居民住宅消防安全智慧系统，该系统通过监测co浓度等多种信号，当触发预先设定的消防安全条件后，该系统中智能信息终端会控制声光报警器进行报警、排风扇排风、自动喷淋灭火系统、室内燃气电磁阀关闭室内燃气管道，进而实现智能报警、应急联动等功能。

技术实现思路

1、本发明首先构建一种基于物联网的火灾报警系统，然后基于火灾移系统构造了一种火灾报警方法，其具体技术方案如下：

2、一种基于物联网的火灾报警方法，包括以下步骤：

3、步骤一，在火灾等级研判子系统中预先设定co浓度阈值、烟雾浓度阈值、温度阈值和红外强度阈值，并将上述阈值数据储存到系统数据库中；

4、步骤二，火灾等级研判子系统为数据识别子系统依次构造隶属于co传感器、烟雾传感器、红外探测器及温度传感器的辅助识别信息，其具体方法为：

5、火灾研判系统定义欧拉函数p和q均为素数，且p≠q；

6、(1)火灾等级研判子系统构造隶属于co传感器的辅助识别信息{α1，β1}，具体为：随机选取正整数α1，使其满足构造方程α1β1＝1(mod n)，计算得到β1，β1为co传感器的识别因子；据此输出并发送co传感器的辅助识别信息{α1，β1}至数据识别子系统；

7、(2)火灾等级研判子系统构造隶属于烟雾传感器的辅助识别信息{α2，β2}，具体为：随机选取正整数α2，使其满足构造方程α2β2＝1(mod n)，计算得到β2，β2为烟雾传感器的识别因子；据此输出并发送烟雾传感器的辅助识别信息{α2，β2}至数据识别子系统；

8、(3)火灾等级研判子系统构造隶属于红外探测器的辅助识别信息{α3，β3}，具体为：随机选取正整数α3，使其满足构造方程α3β3＝1(mod n)，计算得到β3，β3为红外探测器的识别因子；据此输出并发送红外探测器的辅助识别信息{α3，β3}至数据识别子系统；

9、(4)火灾等级研判子系统构造隶属于温度传感器的辅助识别信息{α3，β3}，具体为：随机选取正整数α3，使其满足构造方程α3β3＝1(mod n)，计算得到β3，β3为烟雾传感器的识别因子；据此输出并发送烟雾传感器的辅助识别信息{α3，β3}至数据识别子系统；

10、步骤三，数据识别子系统对co传感器、烟雾传感器、红外探测器和温度传感器依次进行授权操作，其具体方法为：

11、(2)数据识别子系统首先获取co传感器身份标识id1；然后计算隶属于co传感器的授权证书a1＝[1/((h(n||id1))^β1)](modn)，并将该授权证书a1发送给co传感器；

12、(2)数据识别子系统首先获取烟雾传感器身份标识id2；然后计算隶属于烟雾传感器的授权证书a2＝[1/((h(n||id2))^β2)](modn)，并将该授权证书a2发送给烟雾传感器；

13、(3)数据识别子系统首先获取红外探测器身份标识id3；然后计算隶属于红外探测器的授权证书a3＝[1/((h(n||id3))^β3)](modn)，并将该授权证书a3发送给红外探测器；

14、(4)数据识别子系统首先获取温度传感器身份标识id4；然后计算隶属于烟雾传感器的授权证书a4＝[1/((h(n||id4))^β4)](modn)，并将该授权证书a4发送给烟雾传感器；

15、其中，id1、id2、id3、id4∈{0，1}*；哈希函数h：{0，1}*→zn；运算符号||表示级联操作；

16、步骤四，co传感器采集监测区域内的数据fcoi、并为该数据fcoi附上授权证书a1、之后将附有授权证书a1的数据fcoi传输至数据识别子系统；

17、烟雾传感器采集监测区域内的数据fsi、并为该数据fsi附上授权证书a2、之后将附有授权证书a2的数据fsi传输至数据识别子系统；

18、红外探测器采集监测区域内的数据ffi、并为该数据ffi附上授权证书a3、之后将附有授权证书a3的数据ffi传输至数据识别子系统；

19、温度传感器采集监测区域内的数据fti、并为该数据fti附上授权证书a4、之后将附有授权证书a4的数据fti传输至数据识别子系统；

20、步骤五，数据识别子系统首先通过授权证书a1确认数据fcoi的类型，之后为数据mcoi生成并附上辅助识别标签t1，其具体方法为：

21、构造等式(a1^α1)×h(n||id1)＝1(modn)，若上述等式成立，则数据识别子系统确认数据fcoi的类型为co浓度数据；之后数据识别子系统计算数据fcoi的辅助识别标签t1＝h(n||id1||fcoi)、并将数据包p1＝{id1，fcoi，t1}发送至火灾等级研判子系统；

22、数据识别子系统首先通过授权证书a2确认数据fsi的类型，之后为数据fsi生成并附上辅助识别标签t2，其具体方法为：

23、构造等式(a2^α2)×h(n||id2)＝1(modn)，若上述等式成立，则数据识别子系统确认数据fsi的类型为烟雾浓度数据；之后数据识别子系统计算数据fsi的辅助识别标签t2＝h(n||id2||fsi)、并将数据包p2＝{id2，fsi，t2}发送至火灾等级研判子系统；

24、数据识别子系统首先通过授权证书a3确认数据ffi的类型，之后为数据ffi生成并附上辅助识别标签t3，其具体方法为：

25、构造等式(a3^α3)×h(n||id3)＝1(modn)，若上述等式成立，则数据识别子系统确认数据ffi的类型为红外强度数据；之后数据识别子系统计算数据ffi的辅助识别标签t3＝h(n||id3||fs3)、并将数据包p3＝{id3，ffi，t3}发送至火灾等级研判子系统；

26、数据识别子系统首先通过授权证书a4确认数据fti的类型，之后为数据fti生成并附上辅助识别标签t4，其具体方法为：

27、构造等式(a4^α4)×h(n||id4)＝1(modn)，若上述等式成立，则数据识别子系统确认数据fti的类型为温度数据；之后数据识别子系统计算数据fti的辅助识别标签t2＝h(n||id4||fti)、并将数据包p4＝{id4，fti，t4}发送至火灾等级研判子系统；

28、步骤六，火灾等级研判子系统火灾等级研判子系统从数据包p1中提取id1、fcoi、t1，之后计算t1'＝h(n||id1||fcoi)；若t1＝t1'，则火灾等级研判子系统确认数据fcoi的类型为co浓度数据，基于此调取co浓度阈值，根据该co浓度阈值判断得到数据fcoi的co浓度的危险等级；

29、火灾等级研判子系统从数据包p2中提取id2、fsi、t2，之后计算t2'＝h(n||id2||fsi)；若t2＝t2'，则火灾等级研判子系统确认数据fsi的类型为烟雾浓度数据，基于此调取烟雾浓度阈值，根据该烟雾浓度阈值判断得到数据fsi的烟雾浓度的危险等级；

30、火灾等级研判子系统从数据包p3中提取id3、ffi、t3，之后计算t3'＝h(n||id3||ffi)；若t3＝t3'，则火灾等级研判子系统确认数据fti的类型为红外强度数据，基于此调取红外强度阈值，根据该红外强度阈值判断得到数据ffi的红外强度的危险等级；

31、火灾等级研判子系统从数据包p4中提取id4、fti、t4，之后计算t4'＝h(n||id4||fti)；若t4＝t4'，则火灾等级研判子系统确认数据fti的类型为温度数据，基于此调取温度阈值，根据该温度阈值判断得到数据fti的温度的危险等级；

32、基于上述co浓度的危险等级、烟雾浓度的危险等级、红外强度的危险等级和温度的危险等级，火灾等级研判子系统根据火灾等级划分规则，计算得到火灾等级，并将火灾等级传输至消防决策子系统；

33、步骤七，消防决策子系统根据火灾等级指挥消防联动系统执行对应的消防联动操作。

34、一种基于物联网的火灾报警系统，该系统用于执行上述火灾报警方法，该火灾报警系统包括：火灾特征信号监测系统、网关设备ⅰ、火灾研判系统、网关设备ⅱ及消防联动系统；火灾特征信号监测系统通过网关设备ⅰ与火灾研判系统进行通信，火灾研判系统通过网关设备ⅱ与消防联动系统进行通信；

35、火灾特征信号检测系统实时采集并将多源火灾特征数据通过网关设备ⅰ发送至火灾研判系统，火灾研判系统首先识别火灾特征数据的类别，然后与设定的火灾预警规则进行比对，自动输出火灾等级，最后基于该火灾等级，指挥消防联动系统自动实施相应的消防措施。

36、优选的，所述消防联动系统包括声光报警器、移动终端、喷淋装置和广播装置。

37、优选的，所述火灾报警中预先设定的co浓度阈值、烟雾浓度阈值、温度阈值和红外强度阈值会随着系统的不断使用和迭代升级而进行适应性调整。

38、优选的，所述数据识别子系统对接收的传感器数据采用sg滤波方法对传感器数据进行清洗。

39、优选的，所述火灾报警系统配置有手动火灾报警按钮，声光报警器接受联动控制或由手动火灾报警按钮信号直接控制发出警报，广播装置接受联动控制或由手动火灾报警按钮信号直接控制进行广播。

40、本发明具备以下有益效果：

41、本发明构建了一种基于物联网的火灾报警系统，据此设计了一种基于物联网的火灾报警方法，首先预先设定火灾特征信号阈值，火灾等级研判子系统为数据识别子系统依次构造隶属于火灾特征信号采集传感器的辅助识别信息，数据识别子系统对火灾特征信号传感器进行授权操作，火灾特征信号传感器将采集监测区域内的火灾特征信号附上授权证书传输至数据识别子系统；数据识别子系统通过授权证书确认火灾特征信号的类型，之后为火灾特征信号生成并附上辅助识别标签，火灾等级研判子系统确认火灾特征信号的类型，根据预先设定火灾特征信号阈值判断得到火灾特征信号的危险等级；之后综合所有的火灾特征信号，根据火灾等级划分规则，计算得到火灾等级，最后并将火灾等级传输至消防决策子系统，消防决策子系统根据火灾等级指挥消防联动系统执行对应的消防联动操作，即本发明提供了一种智能化的火灾报警系统及方法。