智能消防水炮可靠性定位滅火算法的制作方法

智能消防可靠定位滅火的制方法1.本發(fā)明涉及火裝置技術(shù)領(lǐng)域具體涉及智能消防炮可靠性定位滅算法。背技：2.自動跟蹤滅裝置也稱智能消水炮，是指能通過位探測技術(shù)，自定位火源、精確定點火的消防設(shè)備。動跟蹤火源的方，首先是獲取分析焰輻射的紫外信號接著裝置進(jìn)行xy平面掃描捕火焰輻射的紅外號，然后輸出報警信號給聯(lián)柜主機(jī)啟動水泵開啟閥門噴水滅。大空間自動跟蹤火須滿足《自動噴滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)》（gb50084-2017）規(guī)定的凈空度大于8米的民用和工建筑，同時也滿國家標(biāo)準(zhǔn)《自動蹤定位射流滅火統(tǒng)》（gb25204-2010）要求這樣就要求滅火置進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試校達(dá)到消滅火災(zāi)、保護(hù)人民財?shù)囊螅貏e是體育館、會展中、飛機(jī)場、火車站停車場、商場、劇、廠房、倉庫等型大空間建筑中滅火裝置的調(diào)試校存在較高的難度。3.現(xiàn)有技術(shù)在般情況下，在xy平面定位，采用單一的補(bǔ)償進(jìn)行校準(zhǔn)，但是由于生產(chǎn)裝配現(xiàn)場施工工藝影，裝置采用單一償值在近距離時候以對準(zhǔn)火源，但是距離時候會出現(xiàn)差；同時，定位確度還受火堆大小影響。單一補(bǔ)償?shù)捏w方法：滅火裝自動跟蹤火堆時一般采用xy機(jī)械狹縫空間定位法，首先找到火堆的x坐標(biāo)，x平執(zhí)行了一個固定償之后，再繼續(xù)尋找到火堆的坐標(biāo)，根據(jù)執(zhí)y坐標(biāo)的時間，采用區(qū)間分方法，給予y平面的補(bǔ)償。x平上由于采用單一固補(bǔ)償，如果火堆小不同，距離不同，會造成定位準(zhǔn)；y平面由于采用區(qū)間定值補(bǔ)償，當(dāng)定在兩個區(qū)間中間的時候，可能現(xiàn)跳區(qū)現(xiàn)象。因自動跟蹤滅火裝在出廠調(diào)試，以及地現(xiàn)場校準(zhǔn)調(diào)試時不斷反復(fù)試水，能滿足要求，但然難以適應(yīng)不同火場景的變化。技實要素：4.為解決上述景技術(shù)中存在的題，本發(fā)明采用自創(chuàng)新的方法，提一種智能消防水炮可性定位滅火算法根據(jù)火堆不同大、定位空間遠(yuǎn)近、置不同坐標(biāo)等多參不同權(quán)重進(jìn)行補(bǔ)校準(zhǔn)，實現(xiàn)滅火水角度的可靠定位本發(fā)明的技術(shù)方案下：智能消防水可靠性定位算法在水平面定位水流射的方向角度，在直面定位水流噴時炮管的抬起角，包括如下步驟：驟1，水炮在水平面時針旋轉(zhuǎn)掃描水平探測組件掃到火堆左側(cè)邊緣b1點時，水平探測組反饋回來火災(zāi)信，此時記錄水平旋轉(zhuǎn)角度∠b1；步驟2，水炮繼續(xù)在水面逆時針掃描水平探測組件持反饋回來火災(zāi)信，到達(dá)火堆右側(cè)邊緣b2點時水平探測組件火信號消失，此時錄水平面旋轉(zhuǎn)度∠b2；步驟3計算水炮從b2點返回火堆部水平面中心點度：∠α=(∠b2－∠b1)÷2，水炮朝原掃描向相反的方向順時針旋轉(zhuǎn)α度，噴水炮管在水面正對火堆中間；步驟，水炮在垂直面從直與地面開始向掃描，垂直探測組掃描到火堆垂直根部c點時，垂直探測組反饋回來火災(zāi)信，此時記錄垂直面的旋轉(zhuǎn)角∠q1，可以計算出：射水半徑l=×tan(q1)；步驟，水流需要上揚(yáng)一定角度能使落水點才能達(dá)c點，綜合重力加速度、韋達(dá)理計算出射水仰，水炮繼續(xù)垂直向上旋轉(zhuǎn)一個角度到射水仰角。5.進(jìn)一步地，驟3中計算水炮的水平面回角度，還需要慮水平火災(zāi)信號強(qiáng)度系數(shù)，計算炮從b2點返回火堆根部水平中心點角度：∠α=k1×(∠b2－∠b1)÷2，式中k1為水平災(zāi)信號強(qiáng)度系數(shù)水炮水平面順時針轉(zhuǎn)α度，噴水炮管水平面正對火堆間。水平火災(zāi)信強(qiáng)度系數(shù)的取值通過消防水炮對不強(qiáng)度火災(zāi)采集信號測試來確定。6.具體來說，驟5中，綜合重力加速度韋達(dá)定理得到射曲線公式①,計算出射水仰角①(((g/2)×l2)÷v2)-h)×(tanq)2l×tanq(g/2)×l2)÷v2=0;式中：q—射水仰角；v——水炮水嘴水速度；h——水炮安高度；g——重力加速度l——射水半徑；計算出垂面的補(bǔ)償角度∠β=∠q－∠q1；炮繼續(xù)在垂直面上旋轉(zhuǎn)β度作為射水曲線補(bǔ)。7.進(jìn)一步地，慮不同燃燒介質(zhì)來火苗抖動搖擺弧不同的因素，本明提供的智能消防水可靠性定位滅火法還包括步驟6：根據(jù)火苗抖動擺弧長lx、不同的定投影半徑l，計算水平面的二補(bǔ)償角：α1=lx×360÷(2×π×l)；式中：l——水半徑；lx——火苗抖動擺弧長(圖3中c1-c距離)；水繼續(xù)在水平面順針旋轉(zhuǎn)α1度后，定位完成。8.需要說明的，水炮啟動時如在水平面旋轉(zhuǎn)為順針方向，相應(yīng)調(diào)后續(xù)步驟的方向，同能完成定位并達(dá)相同的效果。即步驟1中水炮在水平面順時針旋轉(zhuǎn)掃描先掃描b2點并記錄水平面旋角度；步驟2中水炮繼在水平面順時針掃描掃描到b1點并記錄水平面旋角度；步驟3中，水炮水平面逆時針旋轉(zhuǎn)度對準(zhǔn)火堆中間步驟6中，水炮繼續(xù)在水面逆時針旋轉(zhuǎn)α1度后，定位成。9.本發(fā)明的技效果為：1、本發(fā)明提供的能消防水炮定位算，改變采用單一固定補(bǔ)償?shù)氖?，而是根?jù)探組件實時反饋火災(zāi)號，對水炮水平和垂直面的角度進(jìn)行態(tài)的調(diào)整，更加夠適應(yīng)火災(zāi)現(xiàn)場情況；2、本發(fā)明提供的智能消防水炮定算法設(shè)計了先掃獲得數(shù)據(jù)，在返一定角度定位的步，各個步驟形成閉，能夠適應(yīng)各種況進(jìn)行準(zhǔn)確定位3、本發(fā)明提供的智能消防水炮定位算法考慮了不同安裝度、不同管道壓的情況，考慮了火大小、燃燒介質(zhì)帶的火苗抖動搖擺多種因素影響下精確定位，可靠性。附圖說明10.圖1為本發(fā)明及的智能消防水結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為智能消防水可靠性定位滅火算法的體模型；圖3為智能消防炮可靠性定位滅算法水平面定位模型；圖4為智消防水炮可靠性位滅火算法垂直面位模型；圖5為智能消防水炮可靠定位滅火算法水面在考慮火苗抖搖擺因素下的定位型。11.圖中標(biāo)注說明1、智能消防水炮主體；2、噴水炮管3、主軸；4、噴水管槽；5、火堆。具體實施方式12.下面將結(jié)合附，對本發(fā)明的技方案進(jìn)行清楚、完地描述。13.如圖1所示，能消防水炮包括能消防水炮主體1和噴水炮管2，所述智能消防水炮主體中軸線上設(shè)有軸3，側(cè)面設(shè)有噴水管槽4，所述軸3垂直與地面，所述噴炮管2的根部與主軸線相。所述智能消防炮主體1連同噴水炮管2以主軸中心旋轉(zhuǎn)，以便行水平面定位；水面已定位后，所噴水炮管沿所述水管槽4繞其根部旋轉(zhuǎn)，便進(jìn)行垂直面定。智能消防水炮設(shè)有水平探測件、垂直探測組及mcu模塊，通過水平、垂直面定位，最終確定噴水炮噴水的方向。以為現(xiàn)有技術(shù)。本明提供的方法，是決智能消防水炮可性定位算法的問。14.如圖2所示，智能消防水炮定滅火的立體模型，上角為抽象化的能消防水炮，右下為需定位進(jìn)行滅的火堆5，將火堆5抽象化為一梯形圓錐體。智能消防炮主體1連同噴水炮管2繞主軸時針旋轉(zhuǎn)，為水面定位，水平面記為平面，即尋找堆5兩側(cè)邊緣點b1和b2，并定位堆面向消防水炮的底部心點c；噴水炮管2繞其部向上旋轉(zhuǎn)抬起為垂直面定位，垂直面記為平面，即確定水炮管最佳的噴角度。由于智能防水炮有一定的安裝高，水平探測器指火堆方向是傾斜，所述x平面即o、b1和b2三點所在平面與地面有一傾斜。y平面是x平面定位后，垂直地面的平面。15.智能消防水炮裝高度為h（見圖4標(biāo)注），發(fā)明提供的智能防水炮可靠性定位算法步如下：步驟1-3如圖3所：步驟1：水炮在x平沿逆時針旋轉(zhuǎn)掃描，水探測組件掃描到堆左側(cè)邊緣b1點時，水平探測件反饋回來火災(zāi)信號，時記錄x平面旋轉(zhuǎn)角度∠b1；驟2：水炮在x面繼續(xù)逆時針掃描，水平探組件持續(xù)反饋回火災(zāi)信號，到達(dá)堆右側(cè)邊緣b2點時，水平探測組件火災(zāi)號消失，此時記x平面旋轉(zhuǎn)角度∠b2；步驟3：算水炮從b2點返回火根部x平面中心c點角度：∠α=k1×(∠b2－∠b1)÷2，式中k1為水平災(zāi)信號強(qiáng)度系數(shù)水炮反方向返回，時針旋轉(zhuǎn)α度，噴水炮管在x平面正火堆中間；步驟4-5如圖4所示：步4：水炮在y平面從垂直于地面開向上掃描，垂直測組件掃描到火y平面根部c點時，垂直探測組件反饋來火災(zāi)信號，此記錄y平面的旋轉(zhuǎn)角度∠q1，可計算出：射水半徑l=h×tan(q1)；步驟：水流需要上揚(yáng)一角度才能使落水才能到達(dá)c點，即水流不是沿著r線段從o點到c點，而是沿著s弧線噴射，綜重力加速度、韋定理得到射水曲公式①,計算出射水仰角q:①(((g/2)×l2)÷v2)-h)×(tanq)2l×tanq(g/2)×l2)÷v2=0;式中：v—水炮水嘴出水速；h——水炮安裝高度；g——重加速度；l——射水半徑。16.再計算出y平上的補(bǔ)償角度∠β=∠q－∠q1；水炮續(xù)在y平面向上轉(zhuǎn)β度作為射水線補(bǔ)償；步驟6如圖3-4所：步驟6：根據(jù)火苗抖搖擺弧長lx、不同的位投影半徑l，計算x平面二次補(bǔ)償角：α1=lx×360÷(2×π×l)；式中：l——水半徑；lx——火苗抖動擺弧長(圖3中l(wèi)x1-b1距離)；水炮繼續(xù)在x平面時針旋轉(zhuǎn)α1度后，到達(dá)更準(zhǔn)的火中心c1，定位完成17.如圖5所示，一步解釋步驟6進(jìn)行x平二次補(bǔ)償?shù)脑砘鹈缍秳訐u擺是左右搖擺，實火堆大小是b1—b2，由于的左右搖擺，火的小變成了lx1—lx2；當(dāng)料燃燒量固定，火模型固定，在室燃燒的場景下，吹影響小，那么火的右搖擺幅度lx是固定的，即右搖擺角度都是α1；水炮逆時針掃描，先掃b1點，再掃描b2點，實掃描到的是lx2點；步3返回火堆中心c點，實上c1點才是真正火堆中心水平掃描b2點時，根反饋回來信號的動態(tài)化，可以測量弧lx的值。所以計算出搖角度α1后，需要繼續(xù)逆時針旋α1度后才達(dá)到火中心c1點。18.下面提供一個體實施例：智能防水炮現(xiàn)場安裝高為10米，根據(jù)本發(fā)明提供的定位算步驟如下：步驟1：水炮x平面沿逆時針旋轉(zhuǎn)掃，水平探測組件掃描到堆左側(cè)邊緣b1點時，水平探組件反饋回來火信號，此時記錄x平面旋轉(zhuǎn)角∠b1，∠b1點的x坐標(biāo)角單片機(jī)中讀出，100度；步驟2：水炮繼續(xù)x平面逆時針掃描，水平測組件持續(xù)反饋來火災(zāi)信號，到達(dá)火堆右側(cè)邊b2點時，水平探測組件火災(zāi)號消失，此時記x平面旋轉(zhuǎn)角度∠b2，∠b2的x坐標(biāo)角從單片機(jī)中讀出，110度；步驟3：計算炮從b2點返回火根部x平面中心c點角度：∠α=k1×(∠b2－∠b1)÷2，k1水平火信號強(qiáng)度系數(shù)為驗經(jīng)驗值，k1=0.23，∠α=k1×(∠b2－∠b1)÷2=0.23×(110－100)÷2=1.15(度)，炮順時針旋轉(zhuǎn)1.15度，噴炮管在x平面正對火堆間；步驟4：x平面保持動，水炮在y平面從垂直地面開始向上掃，垂直探測組件掃描到火堆y平面部c點時，垂直探測組件反饋來火災(zāi)信號，此記錄y平面的旋轉(zhuǎn)角∠q1，∠q1從單片機(jī)中讀,∠q1=45度；可以計算：射水半徑l=h×tan(q1)=10×tan(45)=10(米；步驟5：計算射水仰角q:v為試數(shù)據(jù)，固定流量為5l時，流速固定設(shè)v=32米秒，g重力加速，方便計算取9.8m/,根射水曲線公式：①(((g/2)×l2)÷v2)-h)×(tanq)2l×tanq(g/2)×l2)÷v2=0，(((9.8/2)×102)÷322)-10)×(tanq)210×tanq(9.8/2)×102)÷322=0，-9.52×(tanq)210×tanq0.48=0，令tanq=x，可得：-9.52*x210*x0.48=0，由韋達(dá)定理x1,2=，b=10，a=-9.51，c=0.49計算可得：x1=-0.04598673(負(fù)數(shù)舍去)，x2=1.096406898，即tanq=1.096406898，三角函數(shù)計算后得∠q=47.63（度）；再計算y平面的補(bǔ)償角度∠β=∠q－=47.63-45=2.63(度)，則水炮繼續(xù)在y平面上旋轉(zhuǎn)2.63度作為射水曲補(bǔ)償；步驟6：計算x平面的二次補(bǔ)償角：火抖動搖擺弧長lx，試驗值lx=0.3米α1=lx×360÷(2×π×l)=(0.3×360)÷(2×3.14×10)=1.72(度)炮繼續(xù)在x平面順時針旋1.72度后，定位完成。19.上述計算過程在智能消防水炮mcu模塊制程序中預(yù)先植相應(yīng)代碼，即可自動完成計算20.本發(fā)明采用自創(chuàng)新方法解決智消防水炮定位問題整個定位算法中考慮了不同安裝高、不同管道壓力情況，考慮了火大小、燃燒介質(zhì)帶的火苗抖動搖擺等種因素影響下的確定位，可靠性。21.以上所述，僅本發(fā)明的較佳實，并非對本發(fā)明任形式上和實質(zhì)上限制，凡屬本發(fā)明路下的技術(shù)方案屬于本發(fā)明的保范圍，凡依據(jù)本發(fā)實質(zhì)技術(shù)對上述實所做的任何等效更和修飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍技特：1.智能消防水可靠性定位滅火法，在水平面定位流噴射的方向角，在垂直面定位水流射時炮管的抬起度，包括如下步：步驟1，水炮在水平面逆時針旋轉(zhuǎn)掃，水平探測組件描到火堆左側(cè)邊b1點時，水平探測組件反饋回來火災(zāi)信，此時記錄水平旋轉(zhuǎn)角度∠b1；步驟2，水炮繼在水平面逆時針旋轉(zhuǎn)掃，水平探測組件續(xù)反饋回來火災(zāi)號，到達(dá)火堆右側(cè)緣b2點時，水平測組件火災(zāi)信號失，此時記錄水面旋轉(zhuǎn)角度∠b2；步驟3，計算水炮從b2返回火堆根部水面中心點角度：∠α=(∠b2－∠b1)÷2，水炮朝原掃描向相反的方向順時針旋轉(zhuǎn)α度，噴水炮管在水面正對火堆中間；步驟，水炮在垂直面從直與地面開始向掃描，垂直探測組掃描到火堆垂直根部c點時，垂直探測組反饋回來火災(zāi)信，此時記錄垂直面的旋轉(zhuǎn)角∠q1，可以計算出：射水徑l=h×tan(q1)；步驟，水流需要上揚(yáng)一角度才能使落水才能到達(dá)c點，綜合重力加速度、韋達(dá)理計算出射水仰，水炮繼續(xù)垂直向上旋轉(zhuǎn)一個角度到射水仰角。2.據(jù)權(quán)利要求1所述的智能防水炮可靠性定滅火算法，其中的步驟3為：計算炮從b2點返回火堆根部水平面中點角度：∠α=k1×(∠b2－∠b1)÷2，式中k1為水平災(zāi)信號強(qiáng)度系數(shù)水炮順時針旋轉(zhuǎn)α度，噴水炮管水平面正對火堆中間。根據(jù)權(quán)利要求1所述的智消防水炮可靠性定滅火算法，其中的步驟為：綜合重力速度、韋達(dá)定理到射水曲線公式①,計算出射水仰角:①(((g/2)×l2)÷v2)-h)×(tanq)2l×tanq(g/2)×l2)÷v2=0;式中：q——射水角；v——水炮水嘴出水速；h——水炮安裝高度g—