一种基于物联网的安全监控装置的制作方法

1.本实用新型涉及安全监控领域，特别是涉及一种基于物联网的安全监控装置。


背景技术：

2.火灾是常见的一种安全事故，现有技术中多种资料详细介绍了如何有效进行消防救援，如在期刊《消防救援首战的重要性》、《化工园区消防火灾特点及处置能力提升策略》、《提高消防队伍灭火救援实战能力的几点思考》、《消防救援队伍灭火救援安全现状及信息化对策》、《灭火救援第一出动指挥员决策要素与运用探析》中指出了灭火救援中的每一分钟都是非常关键的何第一出动，第一出动是指火灾出现以后，第一支出动的救援队伍，这个阶段通常是火灾发生初级阶段，也是灭火救援的最佳时间，第一出动队伍的工作效果将直接决定灭火救援的整体效果。
3.现有技术在对火灾检测与预警相对完善，但都是主要针对用户端，如当生活中发生火灾事故时，物联网平台通过对信号处理发送模块传输的传感器采集到的信号进行分析，分析出发生火灾后及时的采取应对措施，实现自动化的安全事故处理，虽然在发生火灾时可以及时发出求助信号到消防队，但是缺乏了关于火灾信息的具体详细描述，而现场人员由于慌乱不能对火势发展进行精准的判断，无法知道得知属于几级火警，目前消防队只能通过地势环境以及报警人员的大致描述来进行火警级别的判断，但是火灾现场的环境要素是火灾发展的不可控因素，很容易火势等级判断失误，导致出警不合理，而在硕士论文《s消防出警管理研究中》阐述了消防资源的有限，需要针对火灾等级合理出警，若出警规模超过所需消防规模，会对宝贵的火灾救助资源造成不必要的浪费，但是若出警规模小于所需消防规模，可能会导致火势无法扑灭，错过最佳灭火时间，进一步带来更大的安全隐患，所以需要一种更为有效的监控装置来监控火灾，在保证对宝贵的火灾救助资源不造成浪费的同时也可以快速的扑灭火灾。
4.因此，基于上述问题设计了一种基于物联网的安全监控装置。


技术实现要素：

5.本实用新型针对以上问题提出了一种基于物联网的安全监控装置，利用火灾时燃烧的火焰以及燃烧时的环境对发生火灾时火势进行判断得出消防员出警的等级，并将出警等级以及现场监测数据同时发送消防队，使消防队可以依据出警等级快速出警，另外有现场监测数据可以观察火灾发展趋势，及时进行补救，也使消防员可以针对现场的火灾实施最佳的灭火手段，既保证消防员在救火或者施救时的安全也保证的灭火的效率，更不会因为由于出警等级或者对火灾灭火处理不当，错过最佳灭火时间，进一步带来更大的安全隐患。
6.本实用新型所涉及一种基于物联网的安全监控装置，包括信号处理发送模块、物联网平台，所述监控装置还包括火焰监控电路、空气流通监控电路、氧气浓度监控电路；
7.所述火焰监控电路、空气流通监控电路、氧气浓度监控电路依次连接；
8.所述火焰监控电路接收火焰信号，通过火焰信号得到火焰变化信号，并将火焰信号与火焰变化信号输出到信号处理发送模块；
9.所述空气流通监控电路对接收的空气流通信号进行判断，判断后，得到第一监控信号，并将空气流通信号与第一监控信号输出到信号处理发送模块；
10.所述氧气浓度监控电路对接收的氧气浓度信号进行判断，判断后，得到第二监控信号与第三监控信号，并将氧气浓度信号、第二监控信号与第三监控信号输出到信号处理发送模块。
11.本技术方案在于，所述火焰监控电路接收火焰信号，利用火焰信号控制空气流通监控电路与氧气浓度监控电路开始工作，同时将火焰信号分为两路，一路进行减法运算，得到火焰变化信号，并将火焰变化信号与另一路的火焰信号传输到信号处理发送模块。
12.本技术方案在于，所述空气流通监控电路接收空气流通信号，同时将空气流通信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路进行减法运算，得到第一差值，对第一差值进行判断得到第一监控信号，并将第一监控信号到信号处理发送模块。
13.本技术方案在于，所述氧气浓度监控电路接收氧气浓度信号，同时将氧气浓度信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路进行减法运算，得到第二差值，对第二差值进行判断得到第二监控信号、第三监控信号，并将第二监控信号、第三监控信号传输到信号处理发送模块。
14.本实用新型所实现的有益效果：
15.本装置在发生火灾时，利用火焰监控电路监测火焰以及火焰变化可以准确得出火灾燃烧的具体情况以及变化趋势，同时利用空气流通监控电路对火灾发生的环境进行监控，从而得出火灾在密闭环境还是开敞环境，若处于密闭空间时，空气流通监控电路输出第一监控信号到信号处理发送模块，而当若处于开敞环境，此时对环境中的氧气进行监控，从而可以反映出火势发展趋势，若氧气浓度监控电路监控到此时氧气浓度远低于平时的氧气浓度时，此时氧气浓度监控电路输出第三监控信号到信号处理发送模块，若氧气浓度监控电路监控到此时氧气浓度较低于平时的氧气浓度时，此时氧气浓度监控电路输出第二监控信号到信号处理发送模块，信号处理发送模块把所需要发送到消防队的信息处理后发送至物联网平台，物联网平台将信息再传输至消防队，消防队可以根据传输的不同环境下的火警级别进行有针对性的出警，并且还有实时的环境监测数据，可以及时进行方案调整，本装置实现了可以快速灭火的同时，也保证了不会对宝贵的火灾救助资源造成浪费。
附图说明
16.图1为电路原理总框图。
17.图2为火焰监控电路的原理图。
18.图3为空气流通监控电路的原理图。
19.图4为氧气浓度监控电路的原理图。
具体实施方式
20.下面将结合附图以及实施例对本实用新型提供的一种基于物联网的安全监控装置进行详细说明。
21.一种基于物联网的安全监控装置，包括信号处理发送模块、物联网平台，所述监控装置还包括火焰监控电路、空气流通监控电路、氧气浓度监控电路；
22.所述火焰监控电路、空气流通监控电路、氧气浓度监控电路依次连接；
23.所述火焰监控电路接收火焰信号，通过火焰信号得到火焰变化信号，并将火焰信号与火焰变化信号输出到信号处理发送模块；
24.所述空气流通监控电路对接收的空气流通信号进行判断得到第一监控信号，并将空气流通信号与第一监控信号输出到信号处理发送模块；
25.所述氧气浓度监控电路对接收的氧气浓度信号进行判断得到第二监控信号与第三监控信号，并将氧气浓度信号、第二监控信号与第三监控信号输出到信号处理发送模块。
26.所述火焰信号可利用火焰传感器获取，例如risym系列火焰传感器，火焰传感器的ao端输出的模拟电压为本技术的火焰信号，测量原理为利用红外接收管接收火焰燃烧散发出来的光，火焰强度越大，红外接收管的电流越大，即火焰越大输出的模拟电压越大；本技术中火焰的强度代表燃烧程度，即火势的大小；
27.所述火焰监控电路接收火焰信号，火焰信号代表的火势大于设定火势，控制空气流通监控电路与氧气浓度监控电路开始工作，同时将火焰信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路进行减法运算，得到火焰变化信号，并输出到信号处理发送模块；
28.所述火焰监控电路利用稳压管d1接收火焰信号，火焰信号使稳压管d1击穿，代表着此时火势大小大于设定火势，即火灾发生，其中稳压管d1的稳定电压值代表着设定火势，改变稳压管d1的稳定电压值的大小便可改变设定火势的大小，稳压管d1击穿后，三极管q1导通，此时继电器k1得电，继电器k1的常开触点k1-1、常开触点k1-2、常开触点k1-3、常开触点k1-4、常开触点k1-5、常开触点k1-6、常开触点k1-7闭合，其中继电器k1的常开触点k1-1、常开触点k1-5闭合时，使空气流通监控电路接通电源vcc，并将空气流通信号输出至信号处理发送模块；其中继电器k1的常开触点k1-7闭合时，使氧气浓度监测模块将氧气浓度信号输出至信号处理发送模块；
29.其中继电器k1的常开触点k1-2、常开触点k1-3、常开触点k1-4、常开触点k1-6闭合时，火焰监控电路将火焰信号分为两路，一路直接输出至信号处理发送模块，消防队可以知道火灾现场的燃烧情况，即火势的大小，另一路先利用电容c1将接收到的火焰信号进行延时，再利用运放器ar2将实时接收的火焰信号与经过电容c1延时的火焰信号进行减法运算得到火焰变化信号，方便进一步理解火焰变化信号，火焰变化信号可概括为此刻火焰强度与前一时刻火焰强度进行减法运算得到两者的差值，通过差值便可得到火焰的变化，其差值即本技术的火焰变化信号，并将火焰变化信号输出至信号处理发送模块，火焰变化信号的大小可以直接反映火焰的变化趋势，代表着火势的发展趋势，从而使消防队对火势的发展判断更准确。
30.所述空气流通信号可利用现有技术中的超声波风速风向传感器获取，本技术可选用型号类似为rs-cfsfx-n01-2的超声波风速风向传感器来测量空气的流通情况；根据空气流通情况可以判断出火灾发生时所在空间是否处于开敞空间；超声波风速风向传感器利用超声波在空气中传播速度受空气流动的影响来测量风速，当超声波被发射到接收探头后，在流体中传播的超声波就载有流体流速的信息，利用差值法可以计算出流速，且流速越大
其传感器输出的模拟电压越大，其输出的模拟电压即为本技术的空气流通信号；
31.所述空气流通监控电路接收空气流通信号，同时将空气流通信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路进行减法运算，得到第一差值，第一差值小于等于第一阈值时，输出第一监控信号到信号处理发送模块，第一差值大于第二阈值时，控制氧气浓度监控电路进行氧气浓度监控；
32.所述空气流通监控电路利用电阻r8接收空气流通信号，当火焰监控电路监控到火灾发生后，继电器k1的常开触点k1-5闭合后，此时空气流通监控电路将空气流通信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路利用运放器ar2将接收到的空气流通信号与可变电阻r7输出标准信号进行减法运算得到第一差值，标准信号指没有通风情况下传感器所测出的电压值，第一差值使稳压管d2击穿，三极管q3导通时，代表第一差值大于第一阈值，此时空气流通较大，火灾处于开敞空间，继电器k2得电，继电器k2的常开触点k2-1闭合，控制氧气浓度监控电路进行氧气监控，同时继电器k2的的常闭触点k2-2断开，使电阻r13输出的第一监控信号无法输出到信号处理发送模块；
33.当空气流通监控电路监控到火灾处于较密闭的空间时，此时第一差值信号小于等于第一阈值，稳压管d2未击穿，此时三极管q2导通，利用电阻r13输出第一监控信号到信号处理发送模块，第一监控信号代表着密闭空间下的一级火警，监控信号不但含有火警级别也含有环境信息，救火时会更有针对性，针对不同环境实施不同的灭火措施。
34.所述氧气浓度信号可利用现有技术中的氧气浓度传感器获得，在期刊《氧气浓度检测方法发展现状及展望》中阐述氧气浓度常见测量方式及其测量原理，所以传感器种类很多种，本技术可选用pr-3002-o2系列的传感器来获取氧气浓度，其检测的氧气浓度越高，输出的模拟电压越高，本技术的氧气浓度信号即为传感器输出的模拟电压；
35.所述氧气浓度监控电路接收氧气浓度信号，同时将氧气浓度信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路进行减法运算，得到第二差值，第二差值小于等于第二阈值时，输出第二监控信号到信号处理发送模块，第二差值大于第二阈值时，输出第三监控信号到信号处理发送模块；
36.所述氧气浓度监控电路利用电阻r19接收氧气浓度信号，当火焰监控电路监控到火灾发生后，继电器k1的常开触点k1-7闭合后，此时氧气浓度监控电路将氧气浓度信号分为两路，一路直接输出到信号处理发送模块，另一路利用运放器ar3将接收到的空气流通信号与可变电阻r16输出基准信号进行减法运算得到第二差值，基准信号指正常情况下传感器所测出的电压值，第二差值使稳压管d3击穿，三极管q5导通时，代表第二差值大于第二阈值，环境中的氧气浓度很低，远低于无火灾发生时的氧气浓度，可反映出易燃物较多，燃烧剧烈，火势大，此时利用电阻r24输出第三监控信号到信号处理发送模块，同时继电器k3得电，继电器k3的常闭触点k3-1断开，使电阻r22输出的第三监控信号无法输出到信号处理发送模块，第三监控信号代表火灾处于开敞空间，且易燃物较多，火势不容易控制的二级火警；
37.当氧气浓度监控电路监控到氧气浓度较低于无火灾时的氧气浓度，此时第二差值信号小于等于第二阈值，稳压管d2未击穿，此时三极管q4导通，利用电阻r22输出第二监控信号到信号处理发送模块，第二监控信号代表火灾处于开敞空间，且易燃物较少，火势较为可控的一级火警，根据开敞空间下，易燃物的多少，再一次进行分类，进一步地保证了监控
的准确性，从而保证了出警的准确性。
38.本技术的信号处理发送模块将接收的信号发送至物联网平台是现有技术，此技术属于现有技术中的远端监控技术，其原理通过通信网络将本技术的信号发送给消防队，这里不再详述。
39.本实用新型在具体使用时：
40.本装置的火焰监控电路利用接收的火焰信号监控是否有火灾发生，当监控到火势大于设定火势时，即火焰监控电路接收的火焰信号使稳压管d1击穿时，此时三极管q1导通，此时继电器k1得电继电器k1的常开触点k1-1、常开触点k1-2、常开触点k1-3、常开触点k1-4、常开触点k1-5、常开触点k1-6、常开触点k1-7闭合，火焰监控电路控制空气流通监控电路依据环境进行火警级别的判断，另外火焰监控电路开始监控火焰变化得到火焰变化信号，火焰变化信号包含着火势的变化信息，发送火焰变化信号的同时，将火焰信号、空气流通信号、氧气浓度信号这些环境信息也发送到信号处理发送模块；其中空气流通监控电路利用空气流通信号监测火灾的环境，空气流通信号代表着空气的流通情况，因此可将火灾的环境中分为开敞与密闭两种情况，当监控到火灾处于密闭的环境时，此时空气流通信号使三极管q2导通，并利用电阻r13输出第一监控信号到信号处理发送模块，当监控到火灾处于开敞的环境时，此时空气流通信号使稳压管d2击穿，三极管q3导通，继电器k2得电，继电器k2的常闭触点k2-2断开，使第一监控信号无法输出到信号处理发送模块，继电器k2的常开触点k2-1闭合，控制氧气浓度监控电路依据环境进行火警级别的判断；氧气浓度监控电路利用氧气浓度信号对火灾中易燃物的多少对火警级别进行判断，当气浓度监控模块监控到环境中氧气浓度较低于无火灾时的氧气浓度，此时氧气浓度信号使三极管q5导通，并利用电阻r24发送第二监控信号到信号处理发送模块，当气浓度监控模块监控到环境中氧气浓度远低于无火灾时的氧气浓度，此时氧气浓度信号使稳压管d3击穿，三极管q5导通，并利用电阻r24发送第三监控信号到信号处理发送模块；最后信号处理发送模块，将接收的监控信号、火火焰变化信号的同时，将火焰信号、空气流通信号、氧气浓度信号发送到物联网平台，从而将这些信息发送到消防队，消防队根据接收监控信号所包含的信息进行出警，同时还可根据接收火焰变化信号、火焰信号、空气流通信号、氧气浓度信号进行进一步的监控，可及时准确的进行方案调整，即可有效快速的灭火的同时，也保证了不会对宝贵的火灾救助资源造成浪费。
41.本实用新型所实现的有益效果：
42.1.本技术在火灾发生后，根据火灾的环境以及火灾的可控情况对火灾级别进行判断，并将判断结果以及环境信息发送到消防队，消防队可以根据判断结果以及环境信息，快速准确的出警的同时，也可以快速制定出最佳灭火方案，从而可有效快速的灭火的同时，也保证了不会对宝贵的火灾救助资源造成浪费；
43.2.本技术的火焰监控电路监测到火灾发生后，控制空气流通监控电路依据环境进行火警级别的判断，即空气流通监控电路在无火灾时不进行，实现部分节能，另外火焰监控电路开始监控火焰变化得到火焰变化信号，火焰变化信号包含着火势的变化信息，方便了消防队对火势发展的监控，并且将火焰信号、空气流通信号、氧气浓度信号这些环境信息也发送到消防队，使消防队可以根据火灾实时环境进行进一步的方案制定与调整，从而有效地避免了火灾扩大带来更多的安全隐患，也保证了灭火的效率；
44.3.本技术的空气流通监控电路对火灾发生的环境进行判定，根据火灾是否发生在开敞的环境对火灾级别再进行判断度，使消防队可以根据火灾环境进行有针对性的灭火处理，减少安全隐患，也提高了灭火效率；
45.4.本技术的氧气浓度监控电路对火灾中易燃物数量进行监控，从而进一步监控出火势的发展趋势以及可控度，从而进一步保证了对火灾级别判断的准确性，也保证火警对出警级别的准确性，有效的避免了出警资源不够，错过最佳救火时间，实现了而可有效快速的灭火的同时，也保证了不会对宝贵的火灾救助资源造成浪费。