《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》是合肥科大立安安全技術股份有限公司於2015年12月25日申請的發明專利，該專利申請號為2015109985253，公布號為CN105427514A，專利公布日為2016年3月23日，發明人是任士俊、朱啟明、鄭大為。
《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》公開了一種基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法，該方法可以實現滅火裝置保護範圍內360°火災探測，可以有效降低陽光、電弧光、燈光等對探測造成的干擾。該方法通過實時採集紅外熱釋電感測器信號，CPU對採集的紅外熱釋電感測器數據進行處理，根據處理後的數據特徵來判定滅火裝置保護範圍內是否有火災。該發明旨在提供一種在火災發生時能自動識別火災特徵的方法，以達到在一次工作流程中對保護區域內的火災進行有效識別的方法。
2020年7月17日，《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法
- 公布號：CN105427514A
- 公布日：2016年3月23日
- 申請號：2015109985253
- 申請日：2015年12月25日
- 申請人：合肥科大立安安全技術股份有限公司
- 地址：安徽省合肥市高新區天湖路13號
- 發明人：任士俊、朱啟明、鄭大為
- Int.Cl.：G08B17/12(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2015年12月之前，中國對於高大空間建築火災監控研究取得了一定成果，其中，自動消防炮作為集探測、定位、撲救於一體的智慧型滅火系統具有廣闊的發展前景。在一些無人看守的重點保護區域，對消防炮的技術要求也越來越高。尋找一種高效的自動滅火方法將成為未來消防炮發展的一個重要方向。隨著各種火災感測器技術的發展，截至2015年12月，市場上的自動跟蹤定位射流滅火裝置多為基於紫外火焰感測器和紅外火焰感測器。紫外光電管屬於非半導體器件，機械振動，使用環境，壽命相對來說比較短，且工作在真空狀態下這類感測器一般易碎，自激，驅動需求高電壓，輸出信號為脈衝信號不易分析。紅外熱釋電屬於半導體器件，使用壽命長，工作電壓低，輸出為連續信號，更加容易分析等特點。
發明內容
專利目的
《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》要解決的技術問題是提供一種基於紅外熱釋電感測器信號電壓波形分析的方式，分析出發生火災時波形特徵，來判定當前是否有火災。具體為一種基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法。
技術方案
一種基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法，包括以下步驟：
1）AD按照設定頻率採集感測器數據，採集後的數據壓入FiFo；
2）根據設定的閾值，逐個比較FiFo中每個元素，計算出閾值的元素個數CHx_num；
3）計算FiFo內樣本拐點數CHx_power_limit；對FiFo內樣本逐個進行如下處理，以獲取FiFo內樣本拐點數；
採集樣本個數為NPT，數組為ir_dataCHx[NPT]，i為數組下標，範圍在0至NPT-1，dey為波峰波谷差值濾波參數；
a）從0開始依次去相鄰的三個數進行比較：
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]非截止型波峰；
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]上升波峰截止；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]下降波峰截止；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]非截止型波谷；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]上升波谷截止；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]下降波谷截止；
對滿足以上條件的點進行計數，並將元素點保存；
b）差值峰谷濾波對a）保存的元素點，進行差分運算，對結果取絕對值並與dey比較，計算大於dey的數據數量，即為波峰波谷數量，並將該波峰波谷數量作為判定火災依據的參量之一；；
4）對樣本進行標準差運算，並保存計算結果作為判定火災依據的參量之一CHx_Std_Dev；
5）樣本進行傅立葉變換計算傅立葉變換後的0.5赫茲至2.5赫茲諧波分量幅值的平均值CHx_avg；
6）多特徵融合判定：越限樣本數CHx_num，樣本拐點數CHx_power_limit，樣本標準差CHx_Std_Dev，0.5赫茲至2.5赫茲諧波平均幅值CHx_avg，進行複合與運算當所述所有參數均滿足回響閾值則為火警；所有參數包含（CHx_num，CHx_power_limit，CHx_Std_Dev，CHx_avg）；
7）傳送火災探測報警信號。
改善效果
《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》的有益效果：
1）該發明利用，波形識別和頻域分析技術可以有效降低誤報率，提高對火災的識別；
2）從原有紅外熱釋電感測器探測需要有背景參考，改為無背景探測方式，降低了產品的硬體成本和體積；
3）紅外熱釋電感測器可靠性和使用壽命高於光電管火焰感測器，大大降低了企業的維護成本；
4）規避因工業場合使用紫外光，造成的紫外誤報等問題；
5）從2015年12月之前的市場紅外熱釋電和紫外光電管價格上比較，紅外熱釋電價格相對便宜。
附圖說明
圖1為一種基於自動跟蹤定位射流滅火裝置紅外熱釋電感測器探測運算分析流程圖。
圖1
技術領域
《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》涉及火災探測技術領域，尤其涉及基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法。
權利要求
《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》包括以下步驟：
1）AD按照設定頻率採集感測器數據，採集後的數據壓入FiFo；
2）根據設定的閾值，逐個比較FiFo中每個元素，計算超出閾值的元素個數CHx_num；
3）計算FiFo內樣本拐點數CHx_power_limit；對FiFo內樣本逐個進行如下處理，以獲取FiFo內樣本拐點數；採集樣本個數為NPT，數組為ir_dataCHx[NPT]，i為數組下標，範圍在0至NPT-1，dey為波峰波谷差值濾波參數；a）從0開始依次取相鄰的三個數進行比較：
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]非截止型波峰；
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]上升波峰截止；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]波谷削底型上升；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]非截止型波谷；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]波峰削頂型下降；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]下降波谷截止；
對滿足以上條件的點進行計數，並將元素點保存；b）差值峰谷濾波對a）保存的元素點，進行差分運算，對結果取絕對值並與dey比較，計算大於dey的數據數量，即為波峰波谷數量，並將該波峰波谷數量作為判定火災依據的參量之一；
4）對樣本進行標準差運算，得到樣本標準差CHx_Std_Dev並保存運行結果將CHx_Std_Dev作為判定火災依據的參量之一；
5）樣本進行傅立葉變換計算傅立葉變換後的0.5赫茲至2.5赫茲諧波分量幅值的平均值CHx_avg；
6）多特徵融合判定：越限樣本數CHx_num，樣本拐點數CHx_power_limit，樣本標準差CHx_Std_Dev，0.5赫茲至2.5赫茲諧波分量幅值的平均值CHx_avg，進行複合與運算當所有參數均滿足回響閾值則為火警，其中所有參數包含CHx_num，CHx_power_limit，CHx_Std_Dev，CHx_avg；
7）傳送火災探測報警信號。
實施方式
如圖1所示，給出了一種基於自動跟蹤定位射流滅火裝置紅外熱釋電感測器探測運算分析流程圖；
1）AD按照設定頻率採集感測器數據，採集後的數據壓入FiFo；
2）根據設定的閾值，逐個比較FiFo中每個元素，計算出閾值的元素個數CHx_num；
3）計算FiFo內樣本拐點數CHx_power_limit；對FiFo內樣本逐個進行如下處理，以獲取FiFo內樣本拐點數；採集樣本個數為NPT，數組為ir_dataCHx，i為數組下標，範圍在0至NPT-1，dey為波峰波谷差值濾波參數；a）從0開始依次去相鄰的三個數進行比較：
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]非截止型波峰；
若ir_dataCHx[i]小於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]上升波峰截止；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]下降波峰截止；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]小於ir_dataCHx[i+2]非截止型波谷；
若ir_dataCHx[i]等於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]大於ir_dataCHx[i+2]上升波谷截止；
若ir_dataCHx[i]大於ir_dataCHx[i+1]，且ir_dataCHx[i+1]等於ir_dataCHx[i+2]下降波谷截止；
對滿足以上條件的點進行計數，並將元素點保存；
b）差值峰谷濾波對a）保存的元素點，進行差分運算，對結果取絕對值並與dey比較，計算大於dey的數據數量，即為波峰波谷數量，並將該波峰波谷數量作為判定火災依據的參量之一；；
4）對樣本進行標準差運算，並保存計算結果作為判定火災依據的參量之一CHx_Std_Dev；
5）樣本進行傅立葉變換計算傅立葉變換後的0.5赫茲至2.5赫茲諧波分量幅值的平均值CHx_avg；
6）多特徵融合判定：越限樣本數CHx_num，樣本拐點數CHx_power_limit，樣本標準差CHx_Std_Dev，0.5赫茲至2.5赫茲諧波平均幅值CHx_avg，進行複合與運算當所述所有參數均滿足回響閾值則為火警；所有參數包含（CHx_num，CHx_power_limit，CHx_Std_Dev，CHx_avg）；
7）傳送火災探測報警信號。
以上所述的該發明實施方式，並不構成對該發明保護範圍的限定。任何在該發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該發明的權利要求保護範圍之內。
榮譽表彰
2020年7月17日，《基於自動跟蹤定位射流滅火裝置的熱釋電火災識別方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
