城市物聯網智能消防栓監測系統

城市物聯網智能消防栓監測系統

消防栓是城市供水管網附屬設施之一,也是火災控制重要設備,但在實際應用中,消防栓存在安裝分散、易破壞、難保養、管理複雜等特點,使得消防栓漏水、菜場違規用水、工地施工偷水等現象屢有發生,導致居民生活用水壓力不足,消防設施損毀嚴重,甚至出現 火災現場供水壓力不足、搶修停水等現象,延誤了滅火的最佳時段,造成重大人身財產損失,影響城市消防安全。

消防栓管理不論是在國內還是在國外都是一個普遍性難題,在國外比較發達地區,消防栓管理主要依靠法律的威懾力和民眾的自我約束力,但在發展中國家和地區,消防栓上的用水完全處於失控狀態,鑑於傳統消防栓管理方式的不足,恆星物聯研發了一種新的智能消防栓管理技術,通過多功能傳感器、射頻識別(RFID)、全球定位系統等信息傳感設備,按約定協議,實現消防栓終端和監控平臺互聯,進行信息交換和通訊,從而實現了消防栓快速定位、靈活監控和智能管理。

系統組成

系統由三大模塊組成,分別是智能監測模塊、微功耗傳輸模塊和監控信息管理平臺,系統工作流程如圖所示。

城市物聯網智能消防栓監測系統

智能監測模塊安裝於消防栓蓋帽中,可以實現對消防栓日常的實時監測,一旦發生運行狀態異常,例如偷水、被盜、撞倒、水壓異常等,智能監測裝置立即 觸發微功耗傳輸模塊將異常信息發送至監控中心,監控中心通過其中的平臺預警機制可臺通知系統管理人員採取相應措施,同時結合短信報警功能,通知維護人員前去查看維護,實現對消防栓的統一化、智能化管理。

智能監測模塊

智能監控模塊主要負責消防栓實時數據的採集,運算和判斷,它主要由多功能傳感器、電路邏輯控制模塊和RFID識別器組成,傳感器是消防栓數據採集的核心,具備水壓、偷水、漏水、被盜、撞倒異常檢測功能。

水壓檢測通過接入水壓傳感器即可,偷水、漏水可以通過檢測閥位的開度大小和水壓來實現,閥位開度大小檢測採用微動傳感器,通過在消防栓轉軸外側每隔90°安裝一個傳感器,閥位開度檢測可以精確到每圈的1/4。被盜設計採用彈片式振動開關,正常情況下,不會觸發信號,只有當有人將蓋帽拿起時,才會給閉合開關信號,判斷是否為被盜信號,再向服務器發送數據,撞倒設計採用滾珠式振動開關傳感器,當消防栓被撞倒與垂直方向夾角超過30°後,會向服務器發送數據。

電路控制模塊主要完成消防栓終端系統中各項採集通訊的控制,控制模塊使用一塊單片機來實現,控制模塊包含水壓數值、消防栓閥位開關狀態、防撞倒滾珠式振動狀態、防盜彈簧式振動狀態等數據的運算、判斷和控制,當發現採集的數據異常時,通過串口控制通訊模塊傳輸至監控中心。

採用RFID是一個較大的技術亮點,通過主板集成RFID識別模塊,併為每個維修管理人員配備相應的IC卡,可以快速判斷對消防栓的操作是否屬正常維護,維護人員對消防栓進行維護時,如果沒有刷IC卡,則認為接下來對消防栓的一切操作都是非法,系統會報警,如果有刷IC卡,則認為接下來的操作是合法的,系統不會報警,採用這項技術,可以快速判斷操作人員的合法身份。

微功耗傳輸模塊

微功耗傳輸模塊採用NB-IOT作為具體的實現方案,主要用來完成數據的傳輸,將採集的消防栓實時信息發送至監控中心,傳輸協議支持MODBUS RTU協議。

為了省電,微功耗傳輸模塊一般採用異常或輪換喚醒工作模式,一般情況下,傳輸模塊處於休眠狀態,只有當採集的數據異常或設定的輪換時間到後才會進行信息的傳輸,休眠週期可以根據用戶的需求進行設定,設定的時間越長,電池壽命越長,反之,越短。

監控信息管理平臺

將計算機軟件分析處理技術運用在智能消防栓監控系統 中,開發出消防栓監控分析軟件包,能夠用於管理由全部智能消防栓終端組成的物聯網絡。

1、數據傳輸格式 數據傳輸採用MODBUS RTU協議,協議用於主從查詢模式,進行數據通訊。

2、系統運行效果 系統具備權限管理、實時數據監測、消防栓數據管理、消防栓日常維護管理、GIS地圖幾大塊能模塊。


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