[发明专利]基于WSN的消防栓水压状态监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及灭火器件消防栓，具体是对消防栓中的水压进行监测的系统与方法。

背景技术

消防栓在日常生活中被普遍使用，是一种灭火器件，为灭火及时提供了水资源。消防栓放置长期不用，会出现水压不足的情况，在火灾发生时就会影响灭火的效率，对人的生命、财产以及环境造成了严重的影响。因此对消防栓的时时检测显得尤为重要。

常用消防栓的结构为栓盖位于整个消防栓的最顶部，出水口与栓体相连，出水口盖在出水口的外侧，在使用消防栓时拧下出水口盖以便将水管接在出水口上灭火，进水口通过法兰与栓体相连，位于整个消防栓栓体下部用于与下水管相连，为整个消防栓提供水。

现有的消防栓水压检测常规方法有：（1）在每个消防栓的栓体和进水口之间设有压力监测装置并在消防栓的外部接有水压显示表以检测水压；（2）检测人员随身携带压力检测仪对各个消防栓依次进行检测；这两种方法虽然都能检测消防栓中的水压，但是却要去现场观测，这样不仅浪费人力、物力而且不能时刻得知所有消防栓中的水压情况，因此依然不能从根本上解决问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有防栓水压检测存在的问题，提出一种基于WSN的消防栓水压监测系统及方法，运用霍尔原理和弹性形变原理来对消防栓水压状态进行检测，并运用无线传感网络将信号发送到中央管理平台，无需现场观测就可时刻得知所有消防栓中的水压情况，节省了人力和物力。

本发明一种基于WSN的消防栓水压监测系统所采用的技术方案是：消防栓栓体下部外侧壁上固接水压检测外部壳件，栓体上部固接无线传感节点，无线传感节点包括无线传感发送模块、电源转换模块和控制模块；栓体的栓壁内设有一个向上倾斜且延伸至水压检测外部壳件内的小孔，小孔内装有一个外壁紧贴小孔内壁的活塞和一个下端固接活塞、上端压靠在小孔底壁上的水压检测弹簧；在水压检测外部壳件中的小孔外壁上紧贴一对相对小孔的中心对称的霍尔元件，在消防栓中水压处于预设的正常值时，活塞正好位于一对霍尔元件处；控制模块20连接无线传感发送模块和一对霍尔元件。

本发明一种基于WSN的消防栓水压监测系统的消防栓水压监测方法所采用的技术方案是：当消防栓中的水压低于正常值，水压检测弹簧所受压力减小，弹性伸长，活塞向斜下方方向移动，远离一对霍尔元件，出现一个转换信号，该转换信号通过无线传感节点中的控制模块进行信号分析转换，再无线传感发送模块将分析转换后的信号通过发送到中央管理平台集中管理。

本发明的有益效果为：

1、本发明利用弹簧形变判别消防栓中水压是否达到正常值，不需要专门的水压测量仪器，降低工程成本。

2、本发明采用无线传感网络将分析所得到的消防栓中水压信号传送到中央管理平台进行观测，不需要时刻去现场，节约了人力、物力。如果压力达不到正常值则中央管理平台会发出警告，工作人员则去现场检测维修。

3、本发明采用霍尔原理通过MCU控制系统进行控制，一旦消防栓中水压低于正常值，则霍尔元件会立即感应，从而中央管理平台会发出报警信号，此方法灵敏度、精确度高。

4、本发明耗电小，利用太阳能为系统提供电能，解决了野外供电不方便的问题。

5、本发明利用无线传感网络和太阳能电池板，不需要复杂的布线，简化了设计。 

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明基于WSN的消防栓水压状态监测系统安装在消防栓上的外型结构示意图；

图2是图1中栓体9和水压监测外部壳体10的内部结构放大示意图；

图3是图1中无线传感节点3的内部结构以及与太阳能电池板2的连接结构放大图；

图4是本发明基于WSN的消防栓水压状态监测系统的监测方法流程图。

图中的各部分序号及名称：1.栓盖；2.太阳能电池板；3无线传感节点；4.固定螺丝；5a、5b.消防栓出水口；6a、6b.快速接头出口；7a、7b.消防栓出水口盖；8.导线；9.消防栓体；10.水压监测外部壳体；11.弯管；12a、12b.法兰；13.消防栓壁；14a、14b .活塞挡板；15.水压检测弹簧；16.活塞；17a、17b .霍尔元件；18.无线传感发送模块；19.电源转换模块；20.控制模块。 

具体实施方式