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智慧消防物联网（智慧消防远程监控管理系统）

时间：2022-10-22 18:29:49

项目名称智慧消防物联网（智慧消防远程监控管理系统）

知识准备

实验目的

实验内容

实验流程

项目概述

项目实践说明

工勘

方案（前置）

设计

系统架构

【 Lora 参数配置】

Lora节点DTU模块

【 Lora DTU知识点】

【 Lora 参数配置】

【消防排风机知识点】

报告

知识准备

熟悉物联网技术在智慧消防领域的应用场景和实现形式。

实验目的

掌握智慧消防物联网典型场景：智慧消防远程监控管理系统的规划、架构、软硬件产品和应用设计

实验内容

通过实验流程，结合行业调研，在老师的指导下进行思考、扩展和创新，最终完成智慧消防远程监控管理系统的完整设计，并输出完整实验报告。

实验流程

前导认知

目前，我国传统消防设备依然主要依靠人工管理或交由维保公司管理，不仅工作量巨大，而且经常出现维护不及时、遗漏、人为错处等各种问题。要实现高水平的消防设施管理和控制，信息获取手段是最重要的关键技术之一。

物联网技术的发展，为智慧消防的产生创造了条件。基于智能传感技术、无线传输技术、智能处理技术及智能控制等物联网应用的智慧消防管理系统，集数据实时采集、无线传输、智能处理和预测预警信息发布、辅助决策等功能于一体，通过对消防设施参数的准确检测、数据的可靠传输、信息的智能处理以及设备的智能控制，实现消防设备的高效管理。网络由数量众多的低能源、低功耗的智能传感器节点所组成，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线传输网络传送到基站主机以及需要这些信息的用户，同时用户也可以将指令通过网络传送到目标节点使其执行特定任务。

为了加快推进智慧消防的建设，5月22日，江西省人民政府发布了《关于加快推进智赣119消防物联网建设项目》的通知。可见不论是从政府层面还是技术层面物联网在消防领域中有着广泛的应用。

项目概述

设计一套消防物联网产品及解决方案

系统将采用自主研发的智慧消防系统为核心，结合烟感、水位水压监测、风压控制，辅以传感器，结合软件技术，实现对于现有大型企业、消防示范基地的信息化改造，用自动化的技术手段替代了用户现有的定期数据采集工作，提升了数据采集的准确度和可靠性，让用户可以将精力专注在设备数据的分析和管理上。

项目实践说明

需求

简述项目背景、建设单位或项目牵头部门，项目的建设工期及预算

工勘

通过工勘，勘察系统建设部署的场地环境、供电条件和网络情况，从而使得设备选型、配置符合现场实际情况。

方案（前置）

在进行体系设计之前，需要对于用电、组网、服务器部署和软件开发架构进行设定。

设计

系统架构

本系统采用应用层、网络层、感知层三层架构，通过数据网络、移动网络将烟雾传感器、液位传感器、温湿度传感器监测的数据传至云服务器，同时对支持对风机和告警设备的远程控制。系统拓扑如下：

感知层：

感知层实现消防环境信息采集监测、设备自动控制等能。其中消防信息采集部分，通过烟雾报警器实时监测烟感数据，液位传感器实时监控消防水箱液位值，温湿度传感器监测消防设施周边运行环境数据。

自动控制部分包含风机控制和告警灯光控制，按条件启停，远程手动启停等现场设备设施，考虑到消防现场条件，目前主要采用Lora无线通讯技术和485总线技术进行数据采集和控制

网络层：

通过光纤，以太网，无线的传输方式对信息进行传输与汇集。根据现场采集数据情况，可以考虑通过数据网络、通过数据网络、GPRS/3G/4G/5G 网络传至后台云服务器，具体可以采用有线/无线，公网/私网等多种网络拓扑形式，用户通过平台及手机进行远程环境信息的监测。

应用层：

对信息进行处理，智能决策，信息发布，对消防设备进行管控。具体可以包括：数据采集信息监测、报警与远程控制处理，例如适合不同场合需要可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现数据异常时可自动发出报警信号, 以多媒体声光、网络客户端、手机短信息等形式通知不同的值班人员并根据系统设定的控制方式触发相应自动控制动作；通过图像与视频直观地反映了设备的实时态势，可以从整体上提高消防维保文员的管理效率。

参数配置

感知层

烟感

本系使用海康威视品牌烟感进行烟雾数据采集，该烟感采用Lora网络进行数据传输。大大提高了传输稳定性和距离。同时由于Lora网络特性是的改型烟感功耗非常低，使用18650锂电池可持续工作5年以上

【 Lora 参数配置】

告警灯

告警灯采用符合消防标准的红色告警灯，且自带高分贝蜂鸣器提示

Lora节点DTU模块

采用有人DTU模块，型号为LG207，参数如下

【 Lora DTU知识点】

USR-LG206-L-C是一款LoRa私有协议数传终端，实现RS232/485转LoRa功能；低功耗，2000米远距离数据传输；支持集中器通信协议；支持节点主动上报、唤醒轮询、服务器下发等工作模式；多模式应用领域广，时分复用干扰小；支持MQTT/Socket协议、数据加密传输、硬件看门狗等。

【 Lora 参数配置】

排风机

【消防排风机知识点】

火焰产生的烟雾是人员生命健康的第一大杀手，所以需要配备排风机，当有火情发生时，系统迅速启动该设备，将有毒烟雾排出。

液位传感器

【知识点】

液位传感器（静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器）是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA/1～5VDC）。

【参数配置】

温度传感器

【知识点】

我们选用西门子非接触式温度传感器。它的敏感元件与被测对象互不接触，。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。

【参数配置】

湿度传感器

【知识点】

我们采用西门子的非接触式湿度传感器，输出4-20ma电流信号

【参数配置】

模拟量采集器

【知识点】

模拟量采集器是一款用于采集0-10V电压信号，4-20mA电流信号的智能采集模块，也称为模拟量采集模块，其主要原理是将电压和电流信号采集输入，然后通过485通信接口与上位机PC相连接，通信协议采用工业通信标准的MODBUS RTU协议。

【参数配置】

串口服务器

【知识点】

串口服务器提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP协议网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP协议网络接口的数据双向透明传输，或者支持MOUBUS协议双向传输。使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，扩展串口设备的通信距离。

【参数配置】

应用层

应用层是直接面向用户的智慧消防综合管理平台，其功能如下

实现了无人化值守监控消防安全相关的监测数据，当电气安全设备、烟感等检测到报警故障时会自动通过手机短信、语音电话和APP推送提醒用户，后续的处理也能持续跟进，促进了信息流通、资源共享，提升了工作效率，实现了透明化管理。隐患排查和治理：当出现消防问题，收到短信和APP推送通知后，可以在系统中将工单派发给相应的工程师，进行工单处理后系统能够对隐患记录和工单记录留档，查询和数据分析

针对设备产生的历史数据进行大数据分析，以便及早发现问题、杜绝隐患。系统对过剩余电流、短路、过温度、故障电弧、消防水压不足、消防电源有问题、烟气感应等故障进行实时监控、报警、记录，系统的响应时间 < 5s，一旦发生故障隐患，云端后台和管理员立即能收到短信和APP推送通知，紧急情况下便捷地对电气回路进行远程拉闸和复位操作。

预算

请大家结合系统总体设计，调研查询相关资料，补充完成预算表格，请老师给予指导。