本发明属于楼宇消防控制系统领域，涉及物联网技术，具体是一种基于物联网的楼宇消防控制系统。
背景技术：
1、随着城市的发展，楼宇的建设越来越多样化，楼宇内部的设计和通信设施也日益复杂多样。然而，楼宇内人员较为聚集，一旦发生火灾，如何快速规划出最佳的逃生路线成为了人们关注的重要问题。
2、现有技术方案，只考虑了正常火灾下的逃生路线，然而，由于火势和烟雾的不确定性，火灾中的撤离路线有时会因为道路坍塌或过道的烟雾太大，使逃生人员无法安全撤离；同时现有技术对楼宇是否发生险情的判断，取决于楼宇内的传感器采集的数据是否超过安全阈值，当传感器数据超过安全阈值则判断该楼宇发生险情，通过单一传感器判断火灾险情显然无法保证判断结果的准确性，存在误判的可能。
3、本发明提出了一种基于物联网的楼宇消防控制系统，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种基于物联网的楼宇消防控制系统，用于解决现有技术方案在楼宇发生火灾时，所设计的最佳逃生路线没有考虑由于火势和烟雾的不确定性，导致火灾中的撤离路线可能会受到阻碍或变化，使人们无法安全撤离的技术问题；本发明通过一种基于物联网的楼宇消防控制系统解决了上述问题。
2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于物联网的楼宇消防控制系统，包括：数据分析模块，以及与数据分析模块相连接的逃生规划模块和数据采集模块；
3、数据采集模块：通过三维采集设备获取楼宇内建筑设施的三维数据，对三维数据进行预处理，得到建模数据；其中，三维采集设备包括激光扫描仪、摄像头或者深度相机，建筑设施包括房间、墙壁、门窗、楼梯和走廊；以及，
4、通过布局在楼宇内的数据传感器采集获取传感器数据；其中，数据传感器包括温度传感器、烟雾传感器和一氧化碳传感器；
5、数据分析模块：接收建模数据，结合三维重建技术构建楼宇的三维模型；其中，三维重建技术包括体素化算法或三角网格生成法；以及，
6、基于火灾的评估系数判断楼宇内是否存在消防险情；是，则发送预警信号至逃生规划模块；否，则持续对分析结果进行判断；其中，火灾的评估系数是基于传感器数据计算得到；
7、逃生规划模块：在接收到预警信号之后调取楼宇的三维模型，根据三维模型的平面布局划分并创建区域和通道的边界；以及将区域和通道的边界转换为节点和边的图结构，根据边的长短为每条边分配权重；通过a*算法在节点和边的图结构上进行搜索，得到从起点到终点的最短路径；其中，节点表示特征位置，特征位置包括区域中心点或通道中间点；边表示节点之间的连接关系；以及，
8、根据数据传感器和人工反馈，标记逃生路线中的异常地点，通过a*算法对异常地点进行处理，重新规划逃生路线。
9、优选的，所述对三维数据进行预处理，包括：
10、去噪、滤波和点云配准操作，其中点云配准进一步做降采样、滤波、分割和特征提取处理。
11、优选的，所述结合三维重建技术构建楼宇的三维模型，包括：
12、通过体素化算法将三维空间分解为若干体素，即立方体的小单元格，来重建三维模型；基于采集到的三维数据，为每个体素分配一个二值，0表示空气，1表示实体，通过移除空气体素，得到一个代表楼宇结构的三维模型。
13、优选的，所述通过布局在楼宇内的数据传感器采集获取传感器数据，包括：
14、数据传感器的布置：根据楼宇房间布局，在每个房间内的天花板中心区域安装一个温度传感器，地面中心区域安装一个氧化碳传感器，通风口处安装一个烟雾传感器；其中通风口包括：窗户或门。
15、优选的，所述基于火灾的评估系数，判断楼宇内是否存在消防险情，包括：
16、提取数据传感器采集的传感器数据，将温度标记为t，烟雾浓度标记为s，一氧化碳浓度标记为c，通过公式p＝α×lg(t)×exp(β×s+θ×c)计算火灾的评估系数p，将火灾的评估系数p与所设阈值比较，p大于阈值则表示存在险情，p小于阈值，则没有险情；其中α、β、θ是比例系数，lg(*)是以10为底的对数函数，exp(*)是以e为底的指数函数，e是自然常数。
17、需要说明的是，温度t为判断火灾的采集温度，所以t始终大于1，烟雾浓度s>0，一氧化碳浓度c>0；阈值是由人员根据现有网络储存的火灾数据所设。
18、现有技术方案，对楼宇是否发生险情的判断，取决于楼宇内的传感器是否超过安全阈值，超过阈值则判断该楼宇发生险情；通过这样的方式判断楼宇是否发生险情的准确度不高，因为单独依靠传感器去判断，可能会发生判断错误；
19、本发明通过将多个传感器数据进行拟合，计算发生火灾的评估系数，通过火灾评估系数来判断楼宇内是否存在险情，不仅提高了判断的准确度，还减小了误判的可能。
20、优选的，所述根据三维模型的平面布局划分并创建区域和通道的边界，包括：
21、基于楼宇内建筑设施的位置将三维模型的平面布局划分为若干区域；其中，平面布局为楼宇内建筑设施水平方向上的结构和布置；
22、为若干区域之间的通道创建边界；其中，通道包括连接不同区域的门、窗、楼梯或者走廊。
23、优选的，所述根据边的长短为每条边分配权重，包括：
24、基于启发函数估计每条边的权重，其中权重表示通过该边的距离估计代价值；
25、在楼宇的三维模型中，以任意一点建立空间坐标系，设起始节点的坐标为(xn，yn，zn)，n为正整数；目标节点的坐标为(xg，yg，zg)，g为正整数；
26、通过公式f＝|xn-xg|+|yn-yg|+|zn-zg|计算初始节点到目标节点的距离估计代价值f。
27、优选的，所述通过a*算法，在节点和边的图结构上进行搜索，得到从起点到终点的最短路径，包括：基于a*算法筛选最优路径；
28、创建一个空的开放列表和闭合列表；将起点节点添加到开放列表，重复以下步骤直到找到目标节点或开放列表为空：
29、从开放列表中选择具有最小距离估计代价值的节点，作为起始节点；当起始点是目标节点，则反向跟踪路径，生成最短路线；将起始节点从开放列表中移除，并添加到闭合列表中；
30、对于起始节点的每个邻居节点：若邻居节点已经在闭合列表中，则不对邻居节点进行探索；若邻居节点不在开放列表中，则将邻居节点添加到开放列表中，并计算邻居节点的距离估计代价值；若邻居节点已经在开放列表中，则判断当前路径是否更好；是，则更新邻居节点的距离估计代价值和路径信息；否，则将邻居节点加入闭合列表；若开放列表为空并且没有找到目标节点，则表示无法到达终点；其中，开放列表中存储有待探索节点，并保存了从起点到待探索节点的路径；闭合列表中存储了探索过的节点。
31、优选的，所述根据数据传感器和人工反馈，标记逃生路线中的异常地点，包括：
32、当数据传感器实时监测到楼宇内的区域发生异常时，将异常区域反馈给逃生规划模块；以及，
33、当逃生人员在逃生过程中，前方坍塌被阻，通过无线移动终端将被阻区域反馈给逃生规划模块；其中，无线移动终端包括：手机、电脑或智能手表。
34、优选的，所述通过a*算法对异常地点进行处理，重新规划逃生路线，包括：
35、通过接收到的反馈信息，将异常区域和被阻区域在三维模型中对应的节点标记异常节点；以及，
36、通过a*算法将异常节点对应距离估计代价值设为无穷大，再重新计算最短逃生路径。
37、现有技术方案，在规划逃生路线时，没有考虑逃生路线会因为火势的蔓延，导致前方道路无法通过的状况；该状况主要来源于火势的蔓延，导致前方道路坍塌或者前方道路烟雾浓度太大，无法使人安全通过；
38、本发明通过数据传感器和逃生人员的反馈，利用a*算法对异常道路进行标记排除，重新规划逃生路线，提高了逃生人员安全逃离的概率。
39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
40、1.考虑了火灾的逃生路线，可能会因为火势的蔓延导致道路坍塌或烟雾浓度过高无法安全通过的因素，本发明通过反馈异常区域，让系统重新规划逃生路线的措施，避免了因为火势原因导致逃生路线被堵，工作人员无法安全撤离的情况，加大了工作人员安全撤离的概率。
41、2.现有技术对楼宇是否发生险情的判断，取决于楼宇内的传感器采集的数据是否超过安全阈值，当传感器数据超过安全阈值则判断该楼宇发生险情；通过这样的方式判断楼宇是否发生险情的准确度不高，因为单独依靠一个传感器数据去判断险情，有时会发生误判；本发明通过将温度传感器、烟雾传感器和一氧化碳传感器采集的数据通过公式拟合计算得到火灾评估系数，基于评估系数判断楼宇内是否发生险情，提高了判断险情的准确性。
1.一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，包括：数据分析模块，以及与数据分析模块相连接的逃生规划模块和数据采集模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述结合三维重建技术构建楼宇的三维模型，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述通过布局在楼宇内的数据传感器采集获取传感器数据，包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述基于火灾的评估系数判断楼宇内是否存在消防险情，包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述根据三维模型的平面布局划分并创建区域和通道的边界，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述根据边的长短为每条边分配权重，包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述根据数据传感器和人工反馈，标记逃生路线中的异常地点，包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的楼宇消防控制系统，其特征在于，所述通过a*算法对异常地点进行处理，重新规划逃生路线，包括：
