[发明专利]智能化消防疏散逃生指示系统及方法

权利要求书

1.一种高可用、高可靠的高效火灾疏散指示系统，其特征在于系统由疏散指示控制主机、各层楼梯口的楼道疏散指示控制从机、走廊探测装置、走廊疏散指示装置、EIB-ZigBee转换模块组成；楼道疏散指示控制从机由(N-1)×M个楼道疏散指示控制从机节点组成，走廊探测装置由N×K个走廊探测节点组成，走廊疏散指示装置由N×J个走廊疏散指示节点组成，其中，N为楼层数、M为单层楼梯口的楼道数、K为单层走廊探测节点数、J为单层走廊疏散指示节点数；各个走廊探测节点、走廊疏散指示节点、楼道疏散指示控制从机节点之间通过EIB总线与相连，各个楼道疏散指示控制从机节点之间通过EIB总线与疏散指示控制主机相连，各个楼道疏散指示控制从机节点与疏散指示控制主机之间另设ZigBee无线备份通信，各个楼道疏散指示控制从机节点通过ZigBee网络与EIB-ZigBee转换模块相连，EIB-ZigBee转换模块通过EIB网络与疏散指示控制主机相连；疏散指示控制从机节点由主控模块、楼道探测模块、ZigBee-EIB转换模块、串口模块、楼道指示模块，电源模块、射频电路模块组成；其中，主控模块采用CC2430集成芯片，楼道探测模块采用感烟感温复合火灾探测器装置，主控模块分别与楼道探测模块、ZigBee-EIB转换模块、串口模块、楼道指示模块，电源模块、射频电路模块相连；EIB-ZigBee转换模块由EIB总线耦合单元、ZigBee耦合单元、逻辑电路单元、过滤表及地址关联表存储单元、供电单元组成；其中，EIB总线耦合单元采用MSP430微处理器、ZigBee耦合单元采用CC2520芯片，逻辑电路单元与EIB总线耦合单元、ZigBee耦合单元、过滤表及地址关联表存储单元相连，供电单元与ZigBee耦合单元相连；EIB总线耦合单元与EIB总线相连；ZigBee耦合单元与ZigBee网络相连接；过滤表中存贮着线路组信号，当接收到的信号列在过滤表上时，允许通过；地址关联表内存贮着线路上各ZigBee总线元件的信息；当接收到EIB总线组信号后，EIB-ZigBee线路耦合器根据关联表将组地址映射为ZigBee网络地址，并更新信号的地址内容，再发送给相应总线元件。

2.根据权利要求1所述的一种高可用、高可靠的高效火灾疏散指示系统，其特征在于所述主控模块与射频电路模块的电路：芯片CC2430的引脚35、36、37、38、39、40并联后分别与电源VDD_1.8V、电容C351的一端相连，电容C351的另一端接地，芯片CC2430的引脚34分别与射频芯片BD2425N50200A00的引脚3、电感LA1的一端相连、芯片CC2430的引脚33分别与射频芯片BD2425N50200A00的引脚1、电容CA1的一端相连，电容CA1的另一端接地，芯片CC2430的引脚32分别与射频芯片BD2425N50200A00的引脚4、电感LA1的另一端相连，射频芯片BD2425N50200A00的引脚2与天线A1相连，芯片CC2430的引脚27、28、29、30、31并联后分别与电源VDD_1.8V、电容C281的一端相连，电容C281的另一端接地，芯片CC2430的引脚26与电阻R261的一端相连，电阻R261的另一端接地，芯片CC2430的引脚25分别与电源VDD_1.8V、电容C251的一端相连，电容C251的另一端接地，芯片CC2430的引脚24分别与电源VDD_1.8V、电容C241的一端相连，电容C241的另一端接地，芯片CC2430的引脚23分别与电源VCC、电容C231的一端相连，电容C231的另一端接地，芯片CC2430的引脚22与电阻R221的一端相连，电阻R221的另一端接地，芯片CC2430的引脚21分别与晶振XTAL1的引脚3、电容C211的一端相连，电容C211的另一端接地，芯片CC2430的引脚19分别与晶振XTAL1的引脚1、电容C191的一端相连，电容C191的另一端接地，芯片CC2430的引脚20、7、47、41分别与电源VCC、电容C71的一端、电容C411的一端相连，电容C71的另一端接地，电容C411的另一端接地，芯片CC2430的引脚44分别与电容C441的一端、晶振XTAL2的一端相连，电容C441的另一端接地，芯片CC2430的引脚43分别与电容C431的一端、晶振XTAL2的另一端相连，电容C431的另一端接地，芯片CC2430的引脚42与电容C421的一端相连，电容C421的另一端接地。

3.一种使用如权利要求1所述系统的火灾疏散指示控制方法，其特征在于它的步骤如下：

1)各个楼道疏散指示控制从机节点的楼道探测模块及走廊探测节点在进行复合探测时，报警阈值采用标准的温度报警阈值和调低烟雾浓度的报警阈值，以减少报警时间；通过改进如下报警触发的条件：感烟感温复合火灾探测器首次上传报警信号，疏散指示控制主机只显示但不触发报警；满足下列条件之一触发报警：监控值班员确认后触发报警，或该节点传温度报警信号时触发报警，或相邻节点也上传烟雾报警时才触发报警；弥补调低烟雾浓度报警阈值产生的高误报警率；

2)火灾疏散的逃生路径规划采用基于建筑三维地理特征的数据结构改进型Dijkstra算法：G＝{V，E，W}，式中，V为图中所有走廊探测装置节点和楼道探测装置节点的集合，V＝{V₁，V₂…，V_n}，其中，V_i＝{V_i1，V_i2}，i∈[1，n]，V_i为建筑中任一楼层走廊探测装置节点和楼道探测装置节点的集合，V_i1为该楼层走廊的测装置节点，V_i2为该楼层楼道的测装置节点；E为边的集合，E＝{e₁，e₂…，e_n}，其中，e_i为建筑中任一楼层的边的集合，i∈[1，n]；W(Weight)为各路段的道路权值，道路权值是逃生人员的通过时间，规定逃生人员的出发点为起点，消防出口为终点；G为由V、E、W构成的图；路径搜索仅对同层节点展开；

3)疏散指示控制主机依据楼道疏散指示控制从机和走廊探测装置上传的火灾信息，确定建筑物的全局疏散路线、下发命令至楼道疏散指示控制从机和走廊疏散指示装置，楼道疏散指示控制从机和走廊疏散指示装置响应疏散指示控制主机命令并进行疏散引导；一旦疏散指示控制主机与楼道疏散指示控制从机间的EIB总线受损，启用ZigBee无线备份通信进行疏散引导；疏散指示控制主机发生故障、或疏散指示控制主机与楼道疏散指示控制从机的通信完全中断，即面向建筑物的全局疏散指示失效时，各楼层的楼道疏散指示控制从机借助楼层尚可用的EIB总线、以及无线备份通信获取的楼道探测模块的火灾信息，维系所在楼层人员的局部疏散控制。