一种隐蔽式消火栓的定位探测系统、定位探测方法及应用

摘要

本发明公开了一种隐蔽式消火栓的定位探测系统，包括探测器和发射器，发射器包括控制主板I和用于与外部通信的天线，控制主板I含有无线通信模块，探测器包括控制主板II以及分别与控制主板II连接的呼吸灯、显示屏和扬声器，控制主板II也含有无线通信模块；发射器外表面依次涂覆有耐高温层和防水层，且发射器外部还套设有防爆罩，发射器位于隐蔽式消火栓内部，天线穿出隐蔽式消火栓；探测器外表面也依次涂覆有耐高温层和防水层。本发明还公开了上述系统的定位探测方法及其在定位探测隐蔽式消火栓上的应用。本系统功耗低、成本低、体积小、重量轻，便于安装和携带，在设备上依次进行了耐高温、防水和防爆处理，大大增强设备的应用性和可靠性。

权利要求

1.一种隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建隐蔽式消火栓的定位探测系统，定位探测系统包括探测器和发射器，所述发射器包括控制主板I和用于与外部通信的天线，所述控制主板I含有无线通信模块，所述探测器包括控制主板II以及分别与所述控制主板II连接的呼吸灯、显示屏和扬声器，所述控制主板II也含有无线通信模块；将每个发射器在安装时设置设备标志编码、省市区编码和用户编码；

步骤2，进入火场前，打开探测器，探测器对可探测范围内的信号源进行捕捉；

步骤3，探测器通过检验信号源的设备标志编码、省市区编码和用户编码，对所捕捉的信号源进行筛选，过滤掉非隐蔽式消防栓发射器的信号源；

步骤4，通过对所有隐蔽式消防栓发射器发出的无线信号强度进行分析，计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，并将该距离显示在显示屏上；

步骤5，选择可探测范围内中的一个隐蔽式消火栓进行唯一跟踪，在探测器移动过程中，根据探测器接收到的无线信号强度来判断探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离；

步骤6，当探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离小于0.5米时，探测器上呼吸灯和扬声器进一步提示使探测器最终准确定位到该被跟踪的隐蔽式消火栓；

步骤7，将步骤6已准确定位的隐蔽式消火栓门板打开，使发射器的天线与主体分离，从而该发射器信号源无法被探测到。

2.根据权利要求1所述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，其特征在于，步骤1中，所述发射器外表面依次涂覆有耐高温层和防水层，且所述发射器外部还套设有防爆罩，所述发射器位于隐蔽式消火栓内部，所述天线穿出隐蔽式消火栓。

3.根据权利要求2所述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，其特征在于，所述探测器外表面也依次涂覆有耐高温层和防水层。

4.根据权利要求3所述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，其特征在于，所述探测器和发射器均包括电源模块。

5.根据权利要求1所述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，其特征在于，步骤4中，根据无线信号强度计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，具体计算方法包括如下步骤：(1)在0.5秒内对可探测范围内所有隐蔽式消火栓发射器发出的无线信号采集上千个信号强度的瞬时值；

(2)对在0.5秒内对采集到的上千个信号强度的瞬时值取平均值，得到隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；

(3)通过公式 得到距离计算公式

式(I)中，Signal(d)表示隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；Signal(d0)表示距离信号源d0时探测器接收到的信号强度，d0为参考距离；n代表信号强度随距离增加而递减的参考值；

(4)根据探测到的发射器的信号强度，并结合步骤(3)的距离计算公式得出该探测器与该隐蔽式消火栓发射器的距离，从而得到该探测器与该隐蔽式消火栓的距离。

6.一种权利要求1所述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法在定位探测隐蔽式消火栓上的应用。

说明书

一种隐蔽式消火栓的定位探测系统、定位探测方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种隐蔽式消火栓的定位探测系统，还涉及上述系统的定位探测方法和应用，属于通信技术领域。

背景技术

[0002] 据公安部消防局权威盘点，2015年，全国共接报火灾33.8万起，造成1742人死亡、1112人受伤，直接财产损失39.5亿元，与2014年相比，分别下降14.5％、4％、26.5％和16％。
全国消防部队接警出动112万起，共出动车辆204.1万辆次、消防官兵1197.7万人次，营救遇险被困群众16.5万人。由此可见，火灾是人类正常生产生活的天敌，其危害性不言而喻。根绝我国法律规定，中国人民武装警察消防部队承担全国的消防监督、火灾预防和灭火救援工作，可谓“责任重大、使命光荣”。

[0003] 根据消防部队的执勤战斗条令规定，消防部队在灭火救援中应本着“以固为主，固移结合”的指导思想。也就是说，要最大限度利用着火场所固有的消防设施进行灭火。当下，很多人员密集型场所，为了保持整体装修美观，都选择使用了隐蔽式消火栓，即将消火栓隐藏在与整体装修风格一样的消火栓门板的后面，上面贴有“消火栓”三个字，需要的时候先打开隐蔽式消火栓门板，再使用里面的消防设施。虽然，这样的隐蔽式消火栓极大地提升了室内装修的美观性，创造了极佳的视觉效果，但是给灭火救援工作带来了巨大的难题。当火灾发展到全面燃烧阶段的时候，火灾场所会完全充烟，隐蔽式消火栓上面的指示标志不仅不容易看清，还会由于高温脱胶导致脱落或者是被大火吞噬。这样的情况，会使现场参战的消防官兵在浓烟中无法找到并使用固定消防设施而不得不铺设水带进行灭火救援工作。在火灾现场铺设水带，不仅耗时耗力，还会延缓初战展开的速度。

[0004] 由此可见，在浓烟弥漫的火场，帮助消防官兵进行隐蔽式消火栓定位俨然成为了灭火救援工作的刚需。毫无疑问，消防部门亟需一种探测方法能够帮助消防官兵进入完全充烟火场后找到隐蔽式消火栓，这种方法要具有较高的可靠性，并能够准确定位隐蔽式消防栓和对消防员进行时时提醒。

发明内容

[0005] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种隐蔽式消火栓的定位探测系统，该系统能够帮助消防官兵迅速准确定位探测到隐蔽式消火栓。

[0006] 本发明还要解决的技术问题是提供上述隐蔽式消火栓定位探测系统的定位探测方法。

[0007] 本发明最后要解决的技术问题是提供上述隐蔽式消火栓定位探测系统在定位探测隐蔽式消火栓上的应用。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

[0009] 一种隐蔽式消火栓的定位探测系统，包括探测器和发射器，所述发射器包括控制主板I和用于与外部通信的天线，所述控制主板I含有无线通信模块，所述探测器包括控制主板II以及分别与所述控制主板II连接的呼吸灯、显示屏和扬声器，所述控制主板II也含有无线通信模块；

[0010] 其中，所述发射器外表面依次涂覆有耐高温层和防水层，且所述发射器外部还套设有防爆罩，所述发射器位于隐蔽式消火栓内部，所述天线穿出隐蔽式消火栓；

[0011] 所述探测器外表面也依次涂覆有耐高温层和防水层。

[0012] 其中，所述探测器和发射器均包括电源模块。

[0013] 上述隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，包括如下步骤：

[0014] 步骤1，将每个发射器在安装时设置设备标志编码、省市区编码和用户编码；

[0015] 步骤2，进入火场前，打开探测器，探测器对可探测范围内的信号源进行捕捉；

[0016] 步骤3，探测器通过检验信号源的设备标志编码、省市区编码和用户编码，对所捕捉的信号源进行筛选，过滤掉非隐蔽式消防栓发射器的信号源；

[0017] 步骤4，通过对所有隐蔽式消防栓发射器发出的无线信号强度进行分析，计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，并将该距离显示在显示屏上；

[0018] 步骤5，选择可探测范围内中的一个隐蔽式消火栓进行唯一跟踪，在探测器移动过程中，根据探测器接收到的无线信号强度来判断探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离；

[0019] 步骤6，当探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离小于0.5米时，探测器上呼吸灯和扬声器进一步提示使探测器最终准确定位到该被跟踪的隐蔽式消火栓；

[0020] 步骤7，将步骤6已准确定位的隐蔽式消火栓门板打开，使发射器的天线与主体分离，从而该发射器信号源无法被探测到。

[0021] 其中，步骤4中，根据无线信号强度计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，具体计算方法包括如下步骤：

[0022] (1)在0.5秒内对可探测范围内所有隐蔽式消火栓发射器发出的无线信号采集上千个信号强度的瞬时值；

[0023] (2)对在0.5秒内对采集到的上千个信号强度的瞬时值取平均值，得到隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；

[0024] (3)通过公式 得到距离计算公式

[0025] 式(I)中，Signal(d)表示隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；Signal(d0)表示距离信号源d0时探测器接收到的信号强度，d0为参考距离；n代表信号强度随距离增加而递减的参考值；

[0026] (4)根据探测到的发射器的信号强度，并结合步骤(3)的距离计算公式得出该探测器与该隐蔽式消火栓发射器的距离，从而得到该探测器与该隐蔽式消火栓的距离。

[0027] 上述隐蔽式消火栓定位探测系统在定位探测隐蔽式消火栓上的应用。

[0028] 有益效果：本发明隐蔽式消火栓定位探测系统功耗低、成本低，而且体积小、重量轻，便于安装和携带，另外，在设备表面依次进行了耐高温处理、防水处理和防爆处理，大大增强了设备的应用性和可靠性；本发明隐蔽式消火栓定位探测系统的定位探测方法通过设立相应规则使探测器在多种无线通信信号中筛选出所需要的信号源，然后对接收到的信号源发出的信号强度进行量化分析，从而计算出探测器与被探测到的信号源的精确距离，当被探测到的隐蔽式消火栓被找到并打开后，立即丧失被探测的能力，从而避免了对探测器跟踪另一个信号源的干扰。

附图说明

[0029] 图1为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中发射器的系统原理图；

[0030] 图2为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中探测器的系统原理图；

[0031] 图3为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统定位探测的方法流程图；

[0032] 图4为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中发射器的处理方法流程图；

[0033] 图5为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中探测器的处理方法流程图；

[0034] 图6为本发明隐蔽式消火栓定位探测系统的探测器校验检测到的设备是否为隐蔽式消火栓发射器的方法流程图；

[0035] 图7为根据无线信号强度计算出探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓距离的方法流程图。

具体实施方式

[0036] 下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

[0037] 如图1～3所示，本发明的隐蔽式消火栓的定位探测系统，包括探测器和发射器，发射器包括控制主板I和用于与外部通信的天线，控制主板I含有无线通信模块，探测器包括控制主板II以及分别与控制主板II连接的呼吸灯、显示屏和扬声器，控制主板II也含有无线通信模块；

[0038] 其中，发射器外表面依次涂覆有耐高温层和防水层，且发射器外部还套设有防爆罩，发射器位于隐蔽式消火栓内部，防爆天线伸出隐蔽式消火栓外；探测器外表面也依次涂覆有耐高温层和防水层。

[0039] 本发明隐蔽式消火栓的定位探测系统具备高的可靠性，可以抗高温、防水、防火和防爆，且成本低廉、便于安装；发射器主体部分安装在隐蔽式消火栓的内部，天线穿过消火栓的栓门伸出隐蔽式消火栓外，每个发射器具有唯一可辨别的身份信息，身份信息经过一定规则编码并可唯一确定，每个发射器在不依靠外部供电的情况下依靠自带的电池进行长时间稳定工作(至少一年以上)；探测器用于消防官兵随身携带，其体积小、质量轻，便于消防官兵随身携带，探测器能够在同类型无线通信设备发出的信号中准确识别出隐蔽式消火栓发射器发出的信号，并且通过信号源的编码确定隐蔽式消火栓所在的场所和位置；探测器还能够通过对接收到的信号源发出的信号强度进行量化分析，从而判别该探测器与被探测到的隐蔽式消火栓发射器的精确距离。

[0040] 如图3所示，本发明隐蔽式消火栓的定位探测系统的定位探测方法，包括如下步骤：

[0041] 步骤1，前处理步骤：每个安装的发射器均设置有设备标志编码、省市区编码和用户编码；

[0042] 步骤2，消防官兵在进入火场进行灭火救援行动前，将探测器开启，设备自动扫描区域内的无线信号；

[0043] 步骤3，通过检验信号源的设备标志编码、省市区编码和用户编码，对所捕捉的信号源进行筛选，过滤掉非隐蔽式消防栓发射器的信号源；

[0044] 步骤4，通过对所有隐蔽式消防栓发射器发出的无线信号强度进行分析，计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，并将该距离显示在显示屏上；

[0045] 步骤5，选择可探测范围内中的一个隐蔽式消火栓进行唯一跟踪，在探测器移动过程中，根据探测器接收到的无线信号强度来判断探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离；

[0046] 步骤6，当探测器与被跟踪隐蔽式消火栓之间的距离小于0.5米时，探测器上呼吸灯和扬声器进一步提示使探测器最终准确定位到该被跟踪的隐蔽式消火栓；

[0047] 步骤7，将步骤6已准确定位的隐蔽式消火栓门板打开，使发射器的天线与主体分离，从而该发射器信号源无法被探测到。

[0048] 如图4所示，本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中发射器的处理方法为：使用耐高温涂料对发射器主板进行覆盖式涂抹，以进行耐高温处理，使其在高温环境下也能够正常工作；使用纳米防水涂料对发射器主板和天线进行防水处理，使其即使沾水也能正常工作；在发射器外套设防爆罩，并在防爆罩上预留天线接口，使其具备一定的抗爆能力；在隐蔽式消防栓的门板上开凿一个小洞，以供发射器的天线安装，将发射器置于隐蔽式消火栓门板内并进行参数配置，即设置发射器的设备标志编码、省市区编码和用户编码；将发射器内装入电池，开启开关，合上隐蔽式消火栓门板，发射器开始工作。

[0049] 其中，设置设备标志编码：设备标志编码采用字符编码方式，例如“YBSXHSFJSB-BF003-006”就是一个设备编码，它代表的是地下3层第6号消火栓上配置的发射器，设备标志编码由如下部分组成：“YBSXHSFJSB”10个字母代表“隐蔽式消火栓附加设备”的名称汉语拼音开头首字母缩写；“-”分隔符；“BF”或“OF”，“BF”代表地下，“OF”代表地上；3位数字，代表楼层；“-”分隔符；3位数字，代表在该层内的隐蔽式消火栓编号，一共20位，所有发射器安装的时候均要按此要求进行配置。

[0050] 设置省市区编码：省市区编码是用来确定消火栓所处的地区，按照我国行政区划和消防机关监督检查任务分派的特点，省市区编码用来将隐蔽式消火栓所属的“某某省某某市某某区”(非直辖市)或“某某市某某区”(直辖市)进行标定，以便于消防官兵随身携带的探测设备进行搜索和筛选。

[0051] 省市区编码采用二进制编码，但是显示的时候用十进制数字显示，比如“129”这个省市区编码，其对应的二进制为“10000001”，其代表的就是北京市，省市区编码由如下部分组成：前5个二进制位用来代表隐蔽式消火栓所属的省，直辖市用“00000”表示；中间6个二进制位用来代表隐蔽式消火栓所属的市；最后7个二进制位用来代表隐蔽式消火栓所属的区，省市区编码一共18个二进制位，必须严格按照规定进行编码，除规定编码外的编码一律视为无效编码，表1给出了省、自治区、直辖市、特别行政区的编码规则，以此类推；

[0052] 表1

[0053]

[0054] 设置用户编码：用户编码用来确定具体单位，不同的单位具有唯一的用户编码；用户编码由18个二进制位组成，编码范围从“000000000000000001”至“111111111111111111”，一共可以代表262143家单位，显示的时候以十进制方式显示，超过表示范围的均为无效编码。

[0055] 如图5所示，本发明隐蔽式消火栓定位探测系统中探测器的处理方法为：使用耐高温涂料对探测器的电池、主板、呼吸灯、显示屏和扬声器进行覆盖式涂抹，以进行耐高温处理，使其在高温环境下也能够正常工作；使用纳米防水涂料对探测器的电池、主板、呼吸灯、显示屏和扬声器进行防水处理，使其即使沾水也能正常工作。

[0056] 消防官兵出警穿战斗服的时候就要将探测器随身携带，以便消防官兵在火场进行灭火救援时候使用，消防官兵进入火场前，就要打开探测设备。

[0057] 如图7所示，根据无线信号强度计算出该探测器与可探测范围内所有隐蔽式消火栓的距离，具体计算方法包括如下步骤：

[0058] (1)在0.5秒内对可探测范围内所有隐蔽式消火栓发射器发出的无线信号采集上千个信号强度的瞬时值；

[0059] (2)对在0.5秒内对采集到的上千个信号强度的瞬时值取平均值，得到隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；

[0060] (3)通过公式 得到距离计算公式

[0061] 式(I)中，Signal(d)表示隐蔽式消火栓发射器在当前位置被探测到的信号强度的平均值；Signal(d0)表示距离信号源d0时探测器接收到的信号强度，d0为参考距离；n代表信号强度随距离增加而递减的参考值；

[0062] (4)根据探测到的发射器的信号强度，并结合步骤(3)的距离计算公式得出该探测器与该隐蔽式消火栓发射器的距离，从而得到该探测器与该隐蔽式消火栓的距离。

[0063] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，这些引伸出的变化或变动也处于本发明的保护范围之中。