城市物联网智能消防栓监测系统

城市物联网智能消防栓监测系统

消防栓是城市供水管网附属设施之一,也是火灾控制重要设备,但在实际应用中,消防栓存在安装分散、易破坏、难保养、管理复杂等特点,使得消防栓漏水、菜场违规用水、工地施工偷水等现象屡有发生,导致居民生活用水压力不足,消防设施损毁严重,甚至出现 火灾现场供水压力不足、抢修停水等现象,延误了灭火的最佳时段,造成重大人身财产损失,影响城市消防安全。

消防栓管理不论是在国内还是在国外都是一个普遍性难题,在国外比较发达地区,消防栓管理主要依靠法律的威慑力和民众的自我约束力,但在发展中国家和地区,消防栓上的用水完全处于失控状态,鉴于传统消防栓管理方式的不足,恒星物联研发了一种新的智能消防栓管理技术,通过多功能传感器、射频识别(RFID)、全球定位系统等信息传感设备,按约定协议,实现消防栓终端和监控平台互联,进行信息交换和通讯,从而实现了消防栓快速定位、灵活监控和智能管理。

系统组成

系统由三大模块组成,分别是智能监测模块、微功耗传输模块和监控信息管理平台,系统工作流程如图所示。

城市物联网智能消防栓监测系统

智能监测模块安装于消防栓盖帽中,可以实现对消防栓日常的实时监测,一旦发生运行状态异常,例如偷水、被盗、撞倒、水压异常等,智能监测装置立即 触发微功耗传输模块将异常信息发送至监控中心,监控中心通过其中的平台预警机制可台通知系统管理人员采取相应措施,同时结合短信报警功能,通知维护人员前去查看维护,实现对消防栓的统一化、智能化管理。

智能监测模块

智能监控模块主要负责消防栓实时数据的采集,运算和判断,它主要由多功能传感器、电路逻辑控制模块和RFID识别器组成,传感器是消防栓数据采集的核心,具备水压、偷水、漏水、被盗、撞倒异常检测功能。

水压检测通过接入水压传感器即可,偷水、漏水可以通过检测阀位的开度大小和水压来实现,阀位开度大小检测采用微动传感器,通过在消防栓转轴外侧每隔90°安装一个传感器,阀位开度检测可以精确到每圈的1/4。被盗设计采用弹片式振动开关,正常情况下,不会触发信号,只有当有人将盖帽拿起时,才会给闭合开关信号,判断是否为被盗信号,再向服务器发送数据,撞倒设计采用滚珠式振动开关传感器,当消防栓被撞倒与垂直方向夹角超过30°后,会向服务器发送数据。

电路控制模块主要完成消防栓终端系统中各项采集通讯的控制,控制模块使用一块单片机来实现,控制模块包含水压数值、消防栓阀位开关状态、防撞倒滚珠式振动状态、防盗弹簧式振动状态等数据的运算、判断和控制,当发现采集的数据异常时,通过串口控制通讯模块传输至监控中心。

采用RFID是一个较大的技术亮点,通过主板集成RFID识别模块,并为每个维修管理人员配备相应的IC卡,可以快速判断对消防栓的操作是否属正常维护,维护人员对消防栓进行维护时,如果没有刷IC卡,则认为接下来对消防栓的一切操作都是非法,系统会报警,如果有刷IC卡,则认为接下来的操作是合法的,系统不会报警,采用这项技术,可以快速判断操作人员的合法身份。

微功耗传输模块

微功耗传输模块采用NB-IOT作为具体的实现方案,主要用来完成数据的传输,将采集的消防栓实时信息发送至监控中心,传输协议支持MODBUS RTU协议。

为了省电,微功耗传输模块一般采用异常或轮换唤醒工作模式,一般情况下,传输模块处于休眠状态,只有当采集的数据异常或设定的轮换时间到后才会进行信息的传输,休眠周期可以根据用户的需求进行设定,设定的时间越长,电池寿命越长,反之,越短。

监控信息管理平台

将计算机软件分析处理技术运用在智能消防栓监控系统 中,开发出消防栓监控分析软件包,能够用于管理由全部智能消防栓终端组成的物联网络。

1、数据传输格式 数据传输采用MODBUS RTU协议,协议用于主从查询模式,进行数据通讯。

2、系统运行效果 系统具备权限管理、实时数据监测、消防栓数据管理、消防栓日常维护管理、GIS地图几大块能模块。


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