建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑應急疏散技術領域，具體涉及一種建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市化進程的加快，城市的可供建設土地日趨緊張，出現(xiàn)了眾多高層復雜建筑，這類建筑具有空間復雜、縱向疏散距離長的特點，一旦發(fā)生火災等緊急情況，人員疏散及救援相當困難；
[0003]現(xiàn)有智能應急疏散指示系統(tǒng)的動態(tài)疏散路線指示考慮了火災發(fā)生位置，以遠離火災的安全合理快速疏散導向為核心理念，對建筑火災時安全疏散水平有著非常重要的意義。然而基于光指示信息的疏散標志本身存在局限性，例如在商場、超市等場所，疏散指示標志常常被淹沒在眾多的廣告牌、布告欄及其他宣傳圖版中；此外，火災時，疏散指示標志往往由于煙氣的存在而受到阻擋，妨礙人們逃生；
[0004]聲音引導技術是一項相對較新的技術，這項技術利用特定的發(fā)聲模式形成疏散線路的指引，幫助人們找到最近的安全出口，在盡可能短的時間內(nèi)逃離大樓，這種方法在視線不佳時尤為有效；
[0005]國外已經(jīng)出現(xiàn)聲音引導技術產(chǎn)品，然而聲音引導產(chǎn)品應作為光指示標志的補充，不能完全的替代光指示標志；該領域可查到處于實質(zhì)審查階段的兩項發(fā)明專利“一種方向性連續(xù)聲音流及照明火災逃生指向方法及系統(tǒng)”和“聲光引導式緊急疏散系統(tǒng)及其疏散方法”，其中，對于聲指示的指向方式前者為“按次序播放聲音，從而形成連續(xù)的方向性聲音流”，后者為“警示音，包括短促音在內(nèi)的有明顯特征的聲音，從事件發(fā)生點傳來，沿疏散線路向安全方向離開”，這兩篇發(fā)明專利對于以何種發(fā)聲模式，如何實現(xiàn)疏散路線指引，沒有涉及到非常具體的聲音指向方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出一種建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)及方法，以達到使人們能夠清楚分辨疏散路線上的聲、光指示標志的導向信息，迅速的找到安全出口的目的。
[0007]—種建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括若干個安裝于建筑中疏散通道和安全出口的可改變指示方向的聲光疏散指示標志燈具和疏散指示控制器，所述的聲光疏散指示標志燈具包括通信單元、信息處理和控制單元、光信號驅(qū)動單元、音頻信號驅(qū)動及放大單元；其中，
[0008]所述的疏散指示控制器:用于接收火災自動報警系統(tǒng)的報警及聯(lián)動信息，生成應急疏散路線，進而確定疏散路線上各個聲光疏散指示標志燈具的光指示模式和協(xié)同發(fā)聲模式，根據(jù)聲光疏散指示標志燈具的位置或地址發(fā)送其所對應的動作指令并啟動應急指示；
[0009]所述的通信單元:用于接收疏散指示控制器發(fā)送的動作指令并轉(zhuǎn)發(fā)至信息處理和控制單元；
[0010]所述的信息處理和控制單元:根據(jù)動作指令，將內(nèi)部存儲的聲音脈沖驅(qū)動信號發(fā)送至音頻信號驅(qū)動及放大單元，將光脈沖驅(qū)動信號發(fā)送至光信號驅(qū)動單元，并將該聲光疏散指示標志燈具的自身狀態(tài)信息通過通信單元上傳至疏散指示控制器；
[0011]所述的光信號驅(qū)動單元:用于將光脈沖驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，并發(fā)送至LED發(fā)光管，使其根據(jù)脈沖頻率閃亮；
[0012]所述的音頻信號驅(qū)動及放大單元:用于將聲音脈沖驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號并進行放大，然后發(fā)送至揚聲器。
[0013]所述的聲光疏散指示標志燈具發(fā)出的聲音是500?8000Hz的白噪聲。
[0014]采用建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)進行的導向方法，包括以下步驟:
[0015]步驟1、將聲光疏散指示標志燈具沿疏散路線間隔設置；
[0016]步驟2、疏散指示控制器接收火災自動報警系統(tǒng)的報警及聯(lián)動信息，并生成應急疏散路線；
[0017]步驟3、確定疏散路線上各個聲光疏散指示標志燈具的光指示模式和協(xié)同發(fā)聲模式；
[0018]所述的協(xié)同發(fā)聲模式包括:發(fā)聲模式1、發(fā)聲模式2和發(fā)聲模式3 ；
[0019]所述的發(fā)聲模式I具體為:從疏散起始點至安全出口，聲光疏散指示標志燈具發(fā)出白噪聲脈沖的占空比逐漸增加；
[0020]所述的發(fā)聲模式2具體為:任意相鄰兩個聲光疏散指示標志燈具的白噪聲脈沖啟動時間具有一定的時間差，所述的時間差取值范圍為O?150ms ;
[0021]所述的發(fā)聲模式3具體為:從疏散起始點至安全出口，聲光疏散指示標志燈具發(fā)出的聲音強度逐漸增加；
[0022]所述的光指示模式具體為:LED發(fā)光管與揚聲器協(xié)同工作或獨立工作，當協(xié)同工作時，二者時間長短相同或成比例設置，所述比例的范圍為0.1?10 ;
[0023]步驟4、根據(jù)聲光疏散指示標志燈具的位置或地址，疏散指示控制器將對應的動作指令發(fā)送至每個聲光疏散指示標志燈具的通信單元；
[0024]步驟5、通信單元將動作指令轉(zhuǎn)發(fā)至信息處理和控制單元；
[0025]步驟6、信息處理和控制單元根據(jù)動作指令，將內(nèi)部存儲的聲音脈沖驅(qū)動信號發(fā)送至音頻信號驅(qū)動及放大單元，將光脈沖驅(qū)動信號發(fā)送至光信號驅(qū)動單元，并將該聲光疏散指示標志燈具的自身狀態(tài)信息通過通信單元上傳至疏散指示控制器；
[0026]步驟7、光信號驅(qū)動單元將光脈沖驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，并發(fā)送至LED發(fā)光管，使其根據(jù)脈沖頻率閃亮，音頻信號驅(qū)動及放大單元將聲音脈沖驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號并進行放大，然后發(fā)送至揚聲器。
[0027]步驟3所述的發(fā)聲模式1、發(fā)聲模式2和發(fā)聲模式3的使用方式包括單獨使用和組合使用。
[0028]本發(fā)明優(yōu)點:
[0029]本發(fā)明提出一種建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)及方法，在建筑中人員疏散時使用本發(fā)明的導向系統(tǒng)及方法，通過特定的協(xié)同發(fā)聲模式和光指示模式在緊急情況下幫助人員逃生，三種協(xié)同發(fā)聲模式通過增加白噪聲脈沖占空比、啟動時間間隔設置和提高發(fā)聲強度使疏散人員進一步確認安全出口的方向；使用聲光融合的指示方式，彌補了光指示信息易受遮擋而失效的局限性，從而能夠幫助人們在緊急情況下更加快速準確的找到安全出
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【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明一種實施例的建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)結構框圖；
[0031]圖2為本發(fā)明一種實施例的疏散指示控制器內(nèi)部結構框圖；
[0032]圖3為本發(fā)明一種實施例的聲光疏散指不標志燈具內(nèi)部結構框圖；
[0033]圖4為本發(fā)明一種實施例的聲光疏散指不標志燈具不意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明一種實施例的采用建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)進行的導向方法流程圖；
[0035]圖6為本發(fā)明一種實施例的發(fā)聲模式I波形圖；
[0036]圖7為本發(fā)明一種實施例的發(fā)聲模式2波形圖；
[0037]圖8為本發(fā)明一種實施例的發(fā)聲模式3波形圖；
[0038]圖9為本發(fā)明一種實施例的發(fā)聲模式1、發(fā)聲模式2、發(fā)聲模式3組合波形圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖對本發(fā)明一種實施例做進一步說明。
[0040]本發(fā)明實施例中，如圖1所不，建筑中聲光多信息融合導向系統(tǒng)包括若干個安裝于建筑中疏散通道和安全出口的可改變指示方向的聲光疏散指示標志燈具(圖中簡稱聲光標志燈具)和疏散指示控制器；所述疏散指示控制器通過通信總線和聲光疏散指示標志燈具連接，所述疏散指示控制器可通過外部通信總線與火災自動報警系統(tǒng)相連接；所述火災自動報警系統(tǒng)為現(xiàn)有技術，包括火災探測報警系統(tǒng)、消防聯(lián)動控制系統(tǒng)和火災預警系統(tǒng)，具體包括設置于控制柜中的火災報警控制器、消防聯(lián)動控制器、可燃氣體報警控制器和電器火災監(jiān)控器等，報警信息包括火災探測報警、可燃氣體探測報警和電氣火災預警等信息;
[0041]本發(fā)明實施例中，疏散指示控制器是整個系統(tǒng)的核心，其采用大屏幕液晶顯示，模塊化設計，可根據(jù)實際需要擴展回路板，易于安裝使用和維護；疏散指示控制器共可配接8條通信回路，每條通信回路可配接63個聲光疏散指示標志燈具，通過通信總線完成疏散指示控制器與聲光疏散指示標志燈具之間的通訊，控制聲光疏散指示標志燈具工作狀態(tài)，以及在發(fā)生緊急情況時形成疏散路線的指引；疏散指示控制器通過外部通信總線與火災自動報警系統(tǒng)通訊，接收報警及聯(lián)動信息；
[0042]如圖2所示，疏散指示控制器的整個硬件系統(tǒng)由工控機單元、回路擴展單元、回路控制單元、通信單元、狀態(tài)顯示單元及供電電源部分，工控機單元與回路擴展單元和通信單元相連接，所述回路擴展單元分別與回路控制單元及狀態(tài)顯示單元相連接；所述供電電源部分分別與工控機單元、回路擴展單元、回路控制單元、通信單元及狀態(tài)顯示單元相連接。
[0043]本發(fā)明實施例中，回路擴展單元采用具有帶ISP功能的FLASH EPROM的低功耗8位微控制器78E516，并采用62256作為外部RAM，利用電路中的4路CAN通信，可連接4個回路控制單元，并將各回路的信息上傳到工控機單元進行數(shù)據(jù)處理；
[0044]本發(fā)明實施例中，回路控制單元主芯片采用ARM芯片LPC1758，功能強，指令豐富，是廣為應用的優(yōu)秀機種，此外回路控制單元與回路擴展單元之間通過CAN通信，與聲光指示標志之間通過RS485通信；
[0045]本發(fā)明實施例中，通信單元主芯片采用ARM芯片LPC1758，此外可以通過網(wǎng)口、RS232、RS485或CAN接口與火災自動報警系統(tǒng)如火災報警控制器進行通訊，接收火災報警控制器輸出的火災探測報警信息，并將該信息上傳至工控機單元；
[0046]本發(fā)明實施例中，狀態(tài)顯示單元利用LED燈和喇叭將控制器的狀態(tài)信息反饋出來。
[0047]本發(fā)明實施例中，如圖3所示，聲光疏散指示標志燈具包括通信單元、信息處理和控制單元、光信號驅(qū)動單元、音頻信號驅(qū)動及放大單元，還包括I個揚聲器和3塊LED發(fā)光管，如圖4所示，LED發(fā)光管包括左和右指示箭頭以出口指示標志；所述通信單元與信息處理及控制單元相連接，信息處理及控制單元的輸出端與光信號驅(qū)動單元的輸入端及音頻信號驅(qū)動及放大單元的輸入端相連接；音頻信號經(jīng)音頻信號驅(qū)動及放大單元處理后傳輸?shù)綋P聲器，播放出聲音信息；光信號經(jīng)光信號驅(qū)動單元處理后傳輸?shù)絃ED發(fā)光管發(fā)光；電源電路為上述模塊供電；
[0048]本發(fā)明實施例中，通信單元利用RS485通信芯片，實現(xiàn)聲光指示標志與控制器之間的信息傳輸；
[0049]本發(fā)明實施例中，信息處理及控制單元主芯片采用LPC1114微處理器，支持Thumb (16位)/ARM (32位)雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件，尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高，指令長度固定。該微處理器具有集成度高、低功耗的特點，能夠很好的完成各單元間的控制和數(shù)據(jù)的處理，信息處理及控制單元負責各單元間的控