一种用于火灾控制的网关通信系统的制作方法

本发明涉及网关通信，具体为一种用于火灾控制的网关通信系统。

背景技术：

1、火灾控制系统的研究与开发一直以来都是消防安全领域的重点。传统的火灾控制系统主要依赖于烟雾探测器、温度传感器等前端探测设备的监测数据，通过有线或无线网络传输至控制中心进行处理。然而，随着物联网（iot）技术的快速发展，基于物联网的智能火灾控制系统逐渐成为研究热点。

2、公告号cn108922109a公开了一种基于nb-iot（窄带物联网）技术的消防报警系统，利用nb-iot的广覆盖、低功耗和高并发连接特性，实现远程火灾报警和监控。虽然nb-iot技术在通信覆盖和功耗方面有优势，但其数据传输速率较低，无法满足高实时性数据传输的需求，且在高密度建筑环境中可能会受到信号干扰影响。

3、公告号cn203673606u公开了一种基于zigbee无线传感网的楼宇火灾报警系统，c0-温度-烟雾传感器、 联动节点与协调器之间通过zigbee无线传感网传递、 接收信息，协调器和中央服务器之间通过zigbee无线传感网传递、 接收信息。该系统具备自组织网络功能，能够自动调整网络拓扑，增强了通信的可靠性。然而，zigbee网络在复杂环境下的通信距离和抗干扰能力有限，不适合大面积或高层建筑物的火灾监控。

4、公告号cn209591027u公开了一种基于lora通信的火灾探测与报警处置系统，系统通过lora探测系统和lora报警系统连接lora智能网关，加强了在通信距离、抗干扰性能、功耗等方面的作用，但其数据传输速率和带宽相对较低，难以支持多点高频率的数据采集和传输。

5、基于wi-fi的火灾监控系统：wi-fi技术提供较高的数据传输带宽，适合高频率、大数据量的实时传输。且wi-fi技术已经广泛应用于各种建筑和设施中，便于集成和使用。但是wifi覆盖范围有限且功耗较高。

6、市面上已有的火灾控制系统大多具备一定的自动化和智能化功能，例如，能够实时监测环境参数、自动报警、联动消防设备等。然而，这些系统普遍存在以下几个方面的不足：

7、通信可靠性差：传统的有线通信方式在火灾等紧急情况下容易受到损坏，导致通信中断；而现有的无线通信方式在信号覆盖、抗干扰能力等方面仍存在局限。

8、响应速度慢：现有系统在火灾发生后，从探测、报警到消防设备联动启动，整体响应时间较长，无法快速有效地遏制火势蔓延。

9、系统兼容性差：不同厂商的火灾控制设备之间往往缺乏统一的通信协议，导致系统集成和扩展困难。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种用于火灾控制的网关通信系统，通过对前端探测器监测的环境数据进行初步分析，对每个前端探测器监测的环境数据进行处理优先级的标记，并对环境数据进行过滤和去噪，加快 速度，保证对于火灾处理的时效性。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于火灾控制的网关通信系统，包括：

3、前端监测器，配置火灾监测区域内，对监测区域内的环境数据进行监测；

4、数据处理层，获取环境数据，获取环境数据监测区域内的环境状态，根据监测区域内的环境状态对环境数据进行预处理，获得关键数据，对关键数据进行初步分析，判断环境状态的安全性，并根据环境状态的安全性对不同监测区域内的关键数据进行优先级的标记；

5、网关设备处理层，对关键数据进行分析处理，在进行关键数据的分析处理时根据关键数据优先级的不同来确定处理顺序；

6、通信层，配置有线通信以及至少一种无线通信方式，通信层用于前端监测器与数据处理层、数据处理层与网关设备处理层之间的通信，通信前测试有线通信和至少一种无线通信方式的通信速度，根据通信环境和策略确定通信方式，通信层采用开放式协议标准，并设置标准化接口和协议转换模块进行不同格式数据的互通。

7、在本发明一或多个实施方式中，前端监测器为感烟探测器、感温探测器以及火焰探测器其中的至少两种，通过感烟探测器、感温探测器以及火焰探测器能够获取被监测区域内的环境数据，环境数据包括：环境温度、烟雾浓度、火焰状态；

8、感烟探测器、感温探测器以及火焰探测器获取环境温度、烟雾浓度以及火焰状态环境数据，并将环境数据通过通信层传输至数据处理层。

9、在本发明一或多个实施方式中，数据处理层基于每个被监测空间建立空间监测模型模拟被监测空间，前端监测器在空间监测模型中的位置与被监测空间的安装位置一致，数据处理层还包括天气模块，获取被监测空间的天气数据，基于天气数据确定被监测空间的环境状态。

10、在本发明一或多个实施方式中，设置每个空间监测模型的隔热性能，并确定每个空间监测模型最大通风面积，并根据空间监测模型的内外温度以及天气数据确定被监测空间是否处于通风状态：

11、首先计算传热系数 u，传热系数 u通过以下公式计算：

12、；

13、其中， h i和  h o分别是内外表面的对流换热系数， d是被监测空间墙体的厚度， k是被监测空间墙体的导热系数；

14、确定被监测空间内部与被监测空间外部的温差 δt；

15、通过传热量 q、传热系数 u以及温差 δt计算传热面积 a，传热面积 a通过以下公式计算：

16、。

17、在本发明一或多个实施方式中，确定被监测空间在封闭状态下的环境状态：

18、获取被监测空间内的多点温度数据，确定被监测空间内的空气是否处于流动状态；

19、获取被监测空间内的多点位置感温传感器的温度数据；

20、计算平均温度，将所有感温探测器的温度数据进行平均，计算被监测空间内的平均温度：

21、；

22、其中， t avg是平均温度， t i是第 i个探测器的温度， x是探测器的数量；

23、将监测区域划分为低温区域和高温区域，低温区域和高温区域的分界线为平均温度；

24、确定温度影响源数量及位置，获取低温区域中最低温位置，标记为影响源位置；

25、通过对流换热系数反推空气流动速度 v，其中温差 δt计算中被监测空间内部温度取值为平均温度 t avg。

26、在本发明一或多个实施方式中，根据每个被监测空间的环境状态对环境数据进行预处理：

27、获取被监测空间的环境状态，将被监测空间的环境数据拆分为温度数据和波动数据；

28、根据被监测空间的环境状态确定影响因素；

29、基于影响因素确定波动数据的安全性；

30、剔除波动数据中的安全数据，保留关键数据。

31、在本发明一或多个实施方式中，获取关键数据中的数据变化幅度，根据关键数据的增幅速度确定关键数据的优先级，计算在一定时间内关键数据的增幅速度，并获取该时间内所有前端监测器的关键数据增幅速度，根据增幅速度标记不同被监测区域的关键数据不同的优先级。

32、在本发明一或多个实施方式中，前端监测器设置为可调整环境数据采集精度的感温探测器、感烟探测器以及火焰探测器，基于影响因素调整感温探测器、感烟探测器以及火焰探测器的环境数据采集精度。

33、在本发明一或多个实施方式中，在通过通信层进行通信之前，通过在有线通信和至少一种无线通信同时传输测试数据，根据测试数据传输完成的时间确定每种通信方式的传输速度，根据优先级确定关键数据的通信方式。

34、在本发明一或多个实施方式中，网关设备处理层通过分析平台对关键数据进行深度分析，结合历史数据确定环境数据的变化对应的状态，并进行火灾预警和报警决策，在确定火灾发生时，网关设备处理层通过通信层传输至自动喷淋系统以及报警器。

35、通过上述技术方案，本发明具备以下有益效果：

36、1、本技术通过对环境数据进行实时预处理和分析，初步判断环境状态，并根据环境状态对环境数据进行过滤，减少数据传输量，降低网关设备对于环境数据的处理负担，提高系统的响应速度，保证火灾处理的时效性，减少系统响应时间长对火灾有效控制时效性的影响。

37、2、网关设备与前端监测器之间设置多种通信方式，在前端监测器将获取到的环境数据传输至网关设备时，通过测试多种通信方式的通信速度及稳定性，确定当前通信环境和策略下数据传输的稳定性，确保数据传输的连续性和可靠性，通过改变传输策略来保证。

38、3、在进行环境监测的同时，确定多个前端监测器所监测的数据变化，根据数据变化分析监测区域内的环境数据变化，根据区域内的环境数据变化确定监测区域内是否存在影响因素，根据影响因素来筛选不同的环境数据，确定监测区域内是否存在火情。

39、4、通过开放式协议标准，兼容系统中探测器以及控制设备，通过表转化接口和协议转化模块来进行不同数据格式的互通，以便于系统集成和扩展，系统中的关键组件采用冗余设计，避免单点故障影响到系统的运行。