智能逃生晾衣架装置的设计*

刘启乡 郭亚琴 敖翔 冯耀辉 吉谷飞

(南通理工学院,江苏南通 226002)

0 引言

近年来,国内外每年都会发生火灾,火灾一旦发生,将会造成非常严重的后果,尤其是建筑居民楼发生火灾事故时,人员逃生问题显得尤为特殊。

国外家庭消防观念较强,灾难应急产品和服务的市场化较高,应急产业发展迅速。国外配备很多的逃生装置,例如:消防梯,消防逃生舱,楼梯消防椅和缓降装置。它们大多数可帮助消防员抢救自己或救助被困人员的设备,其中大多数不适合家庭使用,某些产品仍不成熟,在火灾发生时,不仅不起到保护作用,还可能加剧灾难[1-2]。

在中国国内市场上的消防产品主要以公共消防安全为主,专门为专业人员设计,专门为家庭设计的消防产品几乎没有[3]。在百姓的生活中,公共民用消防产品主要包括消火栓,消防喷淋头,灭火器等,但使用这些产品往往需要很专业的知识,大部门人不懂得如何使用,平时关于消防演练也较少,尤其在火灾发生时,紧张的情绪将会导致较差的应变能力,由此带来巨大的损失[4-5]。

该论文分析了国内外火灾逃生装置的原理及其使用现状,提出了适用于国内家庭使用的逃生装置,该装置操作简单且实用。

1 设计分析

本装置平常可以作为晾衣架用,当发生灾难时,能够作为家庭逃生用,能够满足家庭逃生的需求,本装置节能、环保又实用,具有较好的研究价值和实际应用价值。该装置有机械启动和电子启动两种启动方式,在火灾中没有断电情况下,自动功能可以实现,与之相反,则可以通过手摇的方式来启动装置。

系统总体设计框图如图1所示。该装置主要包括:检测模块、中央控制单元、电机驱动模块、报警模块和晾衣架逃生梯。检测模块包括温度传感器电路和烟雾传感器电路,使用两种传感器来提高系统的可靠性;中央控制单元主要以单片机为核心来处理信号;电机驱动模块主要为电机驱动电路,由单片机发出控制信号从而控制电机相应旋转,使晾衣架逃生梯形成;报警模块将火灾信号传递给蜂鸣器进行报警;通信模块主要将火灾情况进行远程传输到消防队。

2 系统设计

图1 系统总体框图Fig.1 Overall block diagram of the system

智能逃生晾衣架装置是对于火灾引起的燃烧气体、烟雾颗粒、温度进行监测,然后通过传感器将监测到的火灾情况信号转化成电信号传输给火灾报警控制系统和逃生晾衣架装置。由火灾报警器发出报警信号,给在屋内人员发出警告,而蜂鸣器接收到信号后进行报警,阳台的晾衣架开始自动连接成逃生梯。智能逃生晾衣架中电源由太阳能电池板供电。

2.1 智能逃生晾衣架装置的设计

该智能逃生装置的主要功能就是实时的进行火灾报警和帮助火灾发生时还在家里的人进行逃生。当传感器检测到火灾预警信号时,通信模块将快速发出的火灾报警铃声和实时信息传递给消防部门;并将火灾发生地点的坐标进行显示。消防人员通过手动搜索坐标,在地图上查询火灾现场地址,同时控制模块控制步进电机,步进电机控制晾衣架装置旋转,形成一条及时有效的逃生通道。

该装置由单片机实时采集温度以及烟雾状态值,实时显示在lcd1602液晶上。拨动开关1,控制报警器报警,用于紧急情况处理,拨到上面报警,拨到下面不报警。拨动开关2,控制晾衣架逃生装置的开关,正常情况下,拨到上面打开,拨到下面晾衣架逃生装置关闭。如果温度超过阈值45°并且检测到有烟雾,单片机驱动晾衣架逃生装置强制打开,防止出现危险火灾情况。设计原理电路如图2所示。

2.2 晾衣架逃生装置的模型设计

晾衣架逃生装置的模型如图3所示。有火灾情况发生时,蜂鸣器接受到信号后进行报警,阳台的晾衣架由横着放开始自动连接成逃生梯。晾衣架上的控制模块用于控制整个楼层的晾衣架的升降。该逃生装置设有限速装置,当人员逃生时,可以自己控制逃生下降速度,确保人员能够安全逃生,避免造成不必要的伤害。

3 总结

智能火灾逃生晾衣架装置具有结构简单、使用方便、信息提供、报警等特点,如果人们遇到火灾需要快速离开高层建筑,楼道里边烟雾较多,人员不能通过楼道逃生, 此时可以通过阳台的窗户使用逃生晾衣架装置逃生,进行自救,为居住在高层楼房的人群提供了一条逃生的途径,对高层楼房人员的逃生具有实际意义。该装置有效地解决了逃生通道不足、走廊拥挤、逃生时速度不够快等问题,为火灾逃生提供了一种有效且及时的逃生方法。该衣架平时可作为普通晾衣架使用,在火灾紧急情况下可作为逃生工具使用。故此装置有比较好的应用前景。

图3 晾衣架火灾逃生装置模型Fig.3 Model of escape device for clothes rack fire

图2 电路图Fig.2 Circuit diagram