基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器

1.一种基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其特征在于，该报警器包括主机（1）、氧气输出口（2）、减压阀（3）、天线（4）、旋钮开关阀（5）、氧气输入口（6）、指示灯（7）、液晶显示屏（8）、喇叭（9）、UIM卡（10）及锂电池（11），其中，主机（1）用于采集电压信号和分析判断氧气剩余时间，如剩余时间低于阈值S(min)则发送报警信号给指挥中心；氧气输入口（6）和旋钮开关阀（5）构成消防氧气瓶高压氧开关控制机构；氧气输出口（2）和减压阀（3）构成消防氧气瓶低压氧输出控制机构；天线（4）和UIM卡（10）构成3G移动通信机构；液晶显示屏（8）用于显示氧气瓶压强值和剩余时间预测值；指示灯（7）和喇叭（9）构成报警机构；锂电池（11）为报警器提供电能。
2.根据权利要求1所述的基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其特征在于，该报警器还包括：EEPROM（12）、3G模块（13）、压力传感器（14）及电源监测（15），主机（1）采用STM32微处理器，其中，压力传感器（14）用于采集压力信号；EEPROM（12）用于存储报警器参数；电源监测（15）用于监测锂电池（11）的电能情况，如电能低则发送报警信号给指挥中心。
3.根据权利要求2所述的基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其特征在于，EEPROM（12）用于存储报警器参数，如服务器IP、服务器域名及端口等参数。
4.根据权利要求2所述的基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其特征在于，消防氧气瓶中的高压氧流经氧气输入口（6），由旋钮开关阀（5）控制高压氧流入压力传感器（14），减压阀（3）将高压氧转变为低压氧从氧气输出口（2）输出到消防员呼吸口罩内；压力传感器（14）将压力信号转化为电信号，经放大器信号放大之后用滤波器将噪声信号滤除，再用A/D将模拟电信号转化为数字信号；数字信号经剩余时间预测算法分析之后判断剩余时间T是否小于预定值S(min)，如果判断结果为是，则发送报警信号给远程指挥中心，同时打开报警指示灯和喇叭进行报警；如果判断结果为否，则继续上述压力信号采集流程。
5.根据权利要求4所述的基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其特征在于，剩余时间预测算法为： 其中，T为预测的剩余时间，单位min；k为修正系数；PS为氧气瓶内压强，单位MPa；P0为一个标准大气压，单位MPa；VS为氧气瓶容积，单位L；A为消防员每分钟耗氧量，单位L/min。

基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及消防救援装备领域，尤其涉及一种基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，其为具有3G无线传输氧气压强数据的消防专用氧气瓶远程监测报警器。\n背景技术\n[0002] 传统的消防氧气瓶采用机械式压力表，当压力阈值时进行报警，然而在火灾扑救过程中，消防员头戴消防帽，身穿防火服，加上火场噪声大的原因，容易导致消防员无法收听到报警信号或者指示灯信号，进而错过最佳撤离火灾现场时机，如在氧气耗尽之前未能及时的撤离火灾现场，将导致无法挽回的后果。目前的消防氧气瓶报警技术存在如下问题：\n1、机械式压力表不便于消防员读数且剩余使用时间需要消防员自己预测；2、指挥官无法掌握消防员氧气瓶剩余使用时间，不便于统筹指挥。\n[0003] 目前，移动通信技术、压力传感器技术和人体耗氧量预测技术的迅猛发展为优化消防氧气瓶的监测报警功能成为可能。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是优化传统消防氧气瓶的监测报警功能。\n[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：\n[0006] 一种基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器，该报警器包括主机、氧气输出口、减压阀、天线、旋钮开关阀、氧气输入口、指示灯、液晶显示屏、喇叭、UIM卡及锂电池，其中，主机用于采集电压信号和分析判断氧气剩余时间，如剩余时间低于阈值S(min)则发送报警信号给指挥中心；氧气输入口和旋钮开关阀构成消防氧气瓶高压氧开关控制机构；氧气输出口和减压阀构成消防氧气瓶低压氧输出控制机构；天线和UIM卡构成3G移动通信机构；\n液晶显示屏用于显示氧气瓶压强值和剩余时间预测值；指示灯和喇叭构成报警机构；锂电池为报警器提供电能。\n[0007] 其中，该报警器还包括：EEPROM、3G模块、压力传感器及电源监测，主机采用STM32微处理器，其中，压力传感器用于采集压力信号；EEPROM用于存储报警器参数；电源监测用于监测锂电池的电能情况，如电能低则发送报警信号给指挥中心。\n[0008] 其中，EEPROM用于存储报警器参数为服务器IP、服务器域名及端口等参数。\n[0009] 其中，消防氧气瓶中的高压氧流经氧气输入口，由旋钮开关阀控制高压氧流入压力传感器，减压阀将高压氧转变为低压氧从氧气输出口输出到消防员呼吸口罩内；压力传感器将压力信号转化为电信号，经放大器信号放大之后用滤波器将噪声信号滤除，再用A/D将模拟电信号转化为数字信号；数字信号经剩余时间预测算法分析之后判断剩余时间T是否小于预定值S(min)，如果判断结果为是，则发送报警信号给远程指挥中心，同时打开报警指示灯和喇叭进行报警；如果判断结果为否，则继续上述压力信号采集流程。\n[0010] 综上所述，由于采用了以上的设计方法，本发明相比于现有技术，通信距离不受限制且具有剩余时间预测报警功能，根据指挥中心报警器发送的报警信号，指挥官可实时的指挥消防员撤离，以免发生事故，有利于保障消防员的生命安全。\n附图说明\n[0011] 图1(a)为基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器结构前视图；\n[0012] 图1(b)为基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器结构侧视图；\n[0013] 图2为基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器硬件框图；\n[0014] 图3为基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器工作流程图。\n具体实施方式\n[0015] 以下结合附图，对本发明做进一步详细描述：\n[0016] 本发明的技术核心在于无线通信距离不受限制且具有剩余时间预测功能。\n[0017] 图1(a)和图1(b)所示，本发明基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器结构示意图，该报警器包括主机1、氧气输出口2、减压阀3、天线4、旋钮开关阀5、氧气输入口6、指示灯7、液晶显示屏8、喇叭9、UIM卡10及锂电池11等。其中，主机1用于采集电压信号和分析判断氧气剩余时间，如剩余时间低于阈值S(min)则发送报警信号给指挥中心；氧气输入口6和旋钮开关阀5构成消防氧气瓶高压氧开关控制机构；氧气输出口2和减压阀3构成消防氧气瓶低压氧输出控制机构；天线4和UIM卡10构成3G移动通信机构；液晶显示屏8用于显示氧气瓶压强值和剩余时间预测值；指示灯和喇叭构成报警机构；锂电池11为报警器提供电能。\n[0018] 图2所示，本发明基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器硬件框图，报警器硬件主要包括：天线4、指示灯7、液晶显示器8、喇叭9、锂电池11、EEPROM 12、3G模块13、压力传感器14、电源监测15及STM32微处理器。其中，压力传感器14用于采集压力信号；液晶显示器8用于显示瓶内压强和剩余时间；指示灯7和喇叭9用于输出报警信号；EEPROM 12用于存储报警器参数(如服务器IP/域名、端口等)；3G模块13和天线4用于发送报警信号；\n锂电池11为报警器提供电能；电源监测15用于监测锂电池11的电能情况，如电能低则发送报警信号给指挥中心。\n[0019] 图3所示，本发明基于3G的消防氧气瓶远程监测报警器工作流程图，消防氧气瓶中的高压氧流经氧气输入口6，由旋钮开关阀5控制高压氧流入压力传感器14，减压阀3将高压氧转变为低压氧从氧气输出口2输出到消防员呼吸口罩内；压力传感器14将压力信号转化为电信号，经放大器信号放大之后用滤波器将噪声信号滤除，再用A/D将模拟电信号转化为数字信号；数字信号经剩余时间预测算法分析之后判断剩余时间T是否小于预定值S(min)，如果判断结果为是，则发送报警信号给远程指挥中心，同时打开报警指示灯和喇叭进行报警；如果判断结果为否，则继续上述压力信号采集流程。剩余时间预测算法为：\n[0020] \n[0021] 其中，T为预测的剩余时间，单位min；k为修正系数；PS为氧气瓶内压强，单位MPa；\nP0为一个标准大气压，单位MPa；VS为氧气瓶容积，单位L；A为消防员每分钟耗氧量，单位L/min。\n[0022] 综上所述，由于采用了以上的设计方法，本发明相比于现有技术，通信距离不受限制且具有剩余时间预测报警功能，有利于保障消防员的生命安全。\n[0023] 以上公开的仅仅是发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟悉本领域的技术人员，能思之变化，在不违背本发明精神的情况下，都应该落在本发明的保护范围内。