一种储能消防探测器双模通信方法及系统

技术领域

本发明涉及一种储能消防探测器双模通信方法及系统，属于消防设备监测技术领域。

背景技术

随着储能电站规模的日益扩大，其对消防安全的要求也随之提高。储能消防探测器是储能消防灭火系统的重要组成部分，这种探测器采用了感烟、感温和感光技术，可以及时发现电池内部的火灾隐患，并发出火灾报警信号。同时，探测器还具有自动定位功能，可以精确定位火灾发生的位置，为灭火提供更加准确的定位信息，其通信的可靠性直接关系到火灾应急响应的速度和效率。

然而，在现有的储能消防系统中，储能消防探测器主要通过有线通信，如CAN总线，与消防主机进行连接。这种通信方式在正常情况下表现稳定，但当线路受到破坏或发生故障时，通信便会中断，导致火警信息无法及时传输到消防主机，从而可能引发严重的后果。因此有必要开发一种具备双模通信能力的储能消防探测通信技术方案。

发明内容

为此，本发明提供一种储能消防探测器双模通信方法及系统，以克服传统有线通信的局限性，确保火警信息在任何情况下都能及时、准确地传输到消防主机，解决传统通信方案可靠性差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能消防探测器双模通信方法，包括：

判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常:

a)若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

b)若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；

根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；

当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。

作为储能消防探测器双模通信方法优选方案，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时：

增加所述LoRa无线通信模块的扩频因子，减小所述LoRa无线通信模块的带宽，降低所述LoRa无线通信模块的编码率。

作为储能消防探测器双模通信方法优选方案，还包括，根据历史通信数据、实时信道质量评估结果或预定义的通道切换策略，对所述LoRa无线通信模块的通信通道进行选择。

作为储能消防探测器双模通信方法优选方案，还包括，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，根据预设的重传次数上限和重传间隔，对所述储能消防探测器向所述消防主机上报的电池柜监测信息进行数据重传。

作为储能消防探测器双模通信方法优选方案，还包括，根据所述储能消防探测器、所述消防主机之间的通信距离和通信质量评估结果，对所述LoRa无线通信模块的发射功率按照预设的功率调整阈值和步长进行调整。

作为储能消防探测器双模通信方法优选方案，还包括，判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否恢复正常，若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路恢复正常，触发通信切换逻辑，启动CAN总线接口模块，停止LoRa无线通信模块的运行。

本发明还提供一种储能消防探测器双模通信系统，包括：

CAN总线通信判断单元，用于判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常；

CAN总线上传单元，用于若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

LoRa无线启动单元，用于若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

无线通信监测单元，用于当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；

无线通信质量评估单元，用于根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；

无线通信参数调整单元，用于当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。

作为储能消防探测器双模通信系统优选方案，所述无线通信参数调整单元中，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时：

增加所述LoRa无线通信模块的扩频因子，减小所述LoRa无线通信模块的带宽，降低所述LoRa无线通信模块的编码率。

作为储能消防探测器双模通信系统优选方案，还包括：

通信通道选择单元，用于根据历史通信数据、实时信道质量评估结果或预定义的通道切换策略，对所述LoRa无线通信模块的通信通道进行选择

数据重传单元，用于当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，根据预设的重传次数上限和重传间隔，对所述储能消防探测器向所述消防主机上报的电池柜监测信息进行数据重传。

作为储能消防探测器双模通信系统优选方案，还包括：

发射功率调整单元，用于根据所述储能消防探测器、所述消防主机之间的通信距离和通信质量评估结果，对所述LoRa无线通信模块的发射功率按照预设的功率调整阈值和步长进行调整；

CAN总线通信恢复单元，用于判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否恢复正常，若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路恢复正常，触发通信切换逻辑，启动CAN总线接口模块，停止LoRa无线通信模块的运行。

本发明具有如下优点：判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常:若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。本发明通过引入LoRa无线技术，实现有线与无线通信的自动切换，确保在任何情况下，火警信息都能及时、准确地传输到消防主机，减少了操作失误的可能性，提高储能消防系统的通讯稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中提供的储能消防探测器双模通信方法流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的储能消防探测器双模通信系统架构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1，本发明实施例1提供一种储能消防探测器双模通信方法，包括以下步骤：

S1、判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常:

a)若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

b)若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

S2、当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；

S3、根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；

S4、当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。

本实施例中，当CAN总线通信线路正常时，储能消防探测器通过CAN总线接口模块实时上报电池柜内部环境参数(如电池柜内的实时温度，CO浓度，H

本实施例中，自适应调整算法中，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时：增加所述LoRa无线通信模块的扩频因子，减小所述LoRa无线通信模块的带宽，降低所述LoRa无线通信模块的编码率。从而实时监测LoRa无线通讯模块接收到的信号强度值(RSSI，Received Signal Strength Indicator)和信噪比值(SNR，Signal-to-Noise Ratio)，根据RSSI和SNR的值，评估当前无线通信链路的质量。

其中，信号强度值越大表明无线通信链路的质量越高，反之越低。信噪比是有效信号与噪声信号之间的比值。在数据传输过程中，信号过于弱小或者噪声过于强大可能导致数据传输质量的下降，因此，SNR是衡量设备连接质量的重要指标之一，信噪比越大，表明信号的质量越高，传递的信息越准确。

本实施例中，自适应调整算法中，还包括，根据历史通信数据、实时信道质量评估结果或预定义的通道切换策略，对所述LoRa无线通信模块的通信通道进行选择。

具体的，LoRa无线通信模块的网络支持多通道操作，可以根据当前各通道的干扰情况，选择最佳的通信通道。通道选择可以基于历史数据、实时信道质量评估或预定义的通道切换策略。

本实施例中，自适应调整算法中，还包括，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，根据预设的重传次数上限和重传间隔，对所述储能消防探测器向所述消防主机上报的电池柜监测信息进行数据重传。从而实现自动重传请求(ARQ,Automatic Repeat Request)或类似机制，确保在通信质量不佳导致数据包丢失时能够重传数据，同时设置重传次数上限和重传间隔，以避免网络拥堵和不必要的资源消耗。

本实施例中，自适应调整算法中，还包括，根据所述储能消防探测器、所述消防主机之间的通信距离和通信质量评估结果，对所述LoRa无线通信模块的发射功率按照预设的功率调整阈值和步长进行调整。从而根据通信距离和信号质量，动态调整LoRa无线通信模块的发射功率，以在保证通信质量的同时降低能耗。同时可以设置功率调整的阈值和步长，以实现平滑的功率过渡。

本实施例中，自适应调整算法中，还包括，判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否恢复正常，若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路恢复正常，触发通信切换逻辑，启动CAN总线接口模块，停止LoRa无线通信模块的运行，从而结合有线和无线通信，提高了通信的稳定性和可靠性；无需人工干预，实现有线与无线通信的自动切换，减少了操作失误的可能性；确保了通信质量；结合LoRa技术的长距离、低功耗特性，延长了探测器的使用寿命。

综上所述，本发明判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常:若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。同时，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时：增加所述LoRa无线通信模块的扩频因子，减小所述LoRa无线通信模块的带宽，降低所述LoRa无线通信模块的编码率；根据历史通信数据、实时信道质量评估结果或预定义的通道切换策略，对所述LoRa无线通信模块的通信通道进行选择；当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，根据预设的重传次数上限和重传间隔，对所述储能消防探测器向所述消防主机上报的电池柜监测信息进行数据重传；根据所述储能消防探测器、所述消防主机之间的通信距离和通信质量评估结果，对所述LoRa无线通信模块的发射功率按照预设的功率调整阈值和步长进行调整；判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否恢复正常，若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路恢复正常，触发通信切换逻辑，启动CAN总线接口模块，停止LoRa无线通信模块的运行。本发明通过引入LoRa无线技术，实现有线与无线通信的自动切换，确保在任何情况下，火警信息都能及时、准确地传输到消防主机，减少了操作失误的可能性，提高储能消防系统的通讯稳定性和安全性。

需要说明的是，本公开实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本公开实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

实施例2

参见图2，本发明实施例2还提供一种储能消防探测器双模通信系统，包括：

CAN总线通信判断单元001，用于判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否正常；

CAN总线上传单元002，用于若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路正常，通过CAN总线接口模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

LoRa无线启动单元003，用于若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路中断或异常，触发通信切换逻辑，启动LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息；

无线通信监测单元004，用于当所述LoRa无线通信模块启动后，对所述LoRa无线通信模块接收到的信号强度或信噪比进行实时监测，得到所述LoRa无线通信模块的信号强度值或信噪比值；

无线通信质量评估单元005，用于根据所述信号强度值或所述信噪比值对所述LoRa无线通信模块的通信质量进行评估，判断所述信号强度值是否小于预设的信号强度阈值，或判断所述信噪比值是否小于预设的信噪比阈值；

无线通信参数调整单元006，用于当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，对所述LoRa无线通信模块的扩频因子、带宽和编码率进行动态调整；利用动态调整后的所述LoRa无线通信模块供所述储能消防探测器向所述消防主机上报电池柜监测信息。

本实施例中，所述无线通信参数调整单元006中，当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时：

增加所述LoRa无线通信模块的扩频因子，减小所述LoRa无线通信模块的带宽，降低所述LoRa无线通信模块的编码率。

本实施例中，还包括：

通信通道选择单元007，用于根据历史通信数据、实时信道质量评估结果或预定义的通道切换策略，对所述LoRa无线通信模块的通信通道进行选择

数据重传单元008，用于当所述信号强度值小于预设的信号强度阈值，或所述信噪比值小于预设的信噪比阈值时，根据预设的重传次数上限和重传间隔，对所述储能消防探测器向所述消防主机上报的电池柜监测信息进行数据重传。

本实施例中，还包括：

发射功率调整单元009，用于根据所述储能消防探测器、所述消防主机之间的通信距离和通信质量评估结果，对所述LoRa无线通信模块的发射功率按照预设的功率调整阈值和步长进行调整；

CAN总线通信恢复单元010，用于判断储能消防探测器和消防主机之间的CAN总线通信线路是否恢复正常，若所述储能消防探测器和所述消防主机之间的CAN总线通信线路恢复正常，触发通信切换逻辑，启动CAN总线接口模块，停止LoRa无线通信模块的运行。

需要说明的是，上述系统各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请实施例1中的方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

实施例3

本发明实施例3提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有储能消防探测器双模通信方法的程序代码，所述程序代码包括用于执行实施例1或其任意可能实现方式的储能消防探测器双模通信方法的指令。

计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(SolidState Disk、SSD))等。

实施例4

本发明实施例4提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；

所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行实施例1或其任意可能实现方式的储能消防探测器双模通信方法。

具体的，处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于所述处理器之外，独立存在。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。