井深信息科技(上海)有限公司開發研制了一套“智慧消防”整體解決方案(WIFS,Welleplus Intelligent Fire Solution),打造了一套全面服務于消防工作的現代化應用系統。依托最新的傳感、無線通訊技術、物聯網技術以及大數據和智能分析技術,為消除火災隱患提供有效手段,提高城市消防預警能力,保障人民群眾生命財產安全。

1   智慧消防總體設計

本智慧消防整體解決方案旨在針對消防設施運行狀態的在線檢測,如消防管道的水壓檢測、煙感的檢測、消防水池液位的檢測、噴淋頭的水壓檢測、消防泵的實時聯動控制等,并通過先進的物聯網無線傳輸技術,將采集的數據實時與數據中心進行上報,并通過網絡實現數據中心應用平臺對消防采集設備的參數設置和消防泵的遠程控制等。

智慧消防系統的應用面向武警消防部門、政府職能部門以及物業單位等,提供基于Web的訪問接入方式以及手機端應用APP接入方式,數據采用主動推送的方式上報給系統使用人員。

消防設施的在線監測和控制具有監測點多、分布廣、建筑物類型多樣化等特點,因此在線采集方案需要從供電、通訊、安裝施工以及后期維護、應用擴展、低功耗等多方面進行設計考慮。

1. 供電方式:

  ·電池供電

    用在單個采集點的場合。

  ·220VAC供電

    用在中心匯聚點、未來的消防泵控制點或具有良好的220VAC提供環境下。

2. 通訊方式、協議及安全:

  ·LODI無線通訊

    LODI無線通訊主要用在區域內的數據采集和匯總方面,具有傳輸距離長、抗干擾能力強、公共開放頻點以及超低功耗等特點。

  ·GPRS通訊

    GPRS通訊用在區域匯聚后與中心后臺數據庫的通訊以及單個監測點與中心后臺數據庫的通訊。

  ·RS485通訊

    為未來的系統編程、被監測企業的內部接入需求以及潛在的設備通訊(如消防泵控制用的變頻器)提供應用接口擴展。

  ·通訊安全

    對采用GPRS通訊從公網傳輸的數據和暴露在公網上的通訊接口進行必要的安全管理措施。

  ·通訊協議

    消防監控終端和數據中心采用專用的通訊協議進行數據傳輸,對主動上報、數據緩存、歷史數據回補、數據校驗以及數據安全等做了全方位的定義。

3. 安裝施工:

在線數據采集設備的現場實施要綜合考慮傳感器以及供電的安裝施工,并確保在絕大部分的通用應用場合下不需要專業技術人員進行現場的編程調試工作。

4. 后期維護:

后期維護包括兩個部分:

  ·數據采集設備的運行維護

在線數據采集設備具有內部運行參數診斷信息,并通過網絡傳輸到后臺數據庫,可供系統維護人員進行設備的運行診斷分析,為運維管理提供數據支撐。

  ·蓄電池的運行維護

對采用蓄電池供電的場所,需要定期對蓄電池進行充電等維護工作。蓄電池的電壓等參數通過采集器上傳到后臺數據庫,便于對電池進行監控和維護。

5. 應用擴展:

在應用層面上,無論是消防監控終端還是應用平臺,都支持功能的擴展。消防監控終端支持未來的RS485通訊接入功能以及IO的擴展功能,針對集中監測點較多的應用場合,提供外掛IO擴展的能力。

消防應用軟件平臺除了提供標準的應用功能外,支持針對不同用戶的個性化二次開發能力。

在通訊接口層面,除了現在的GPRS通訊接口以及LODI長距離無線通訊接口外,還應具備未來基于蜂窩的窄帶物聯網(NB-Iot)技術的應用。相比較GPRS,NB-Iot更加適合消防檢測這類物聯網應用場合。

6. 超低功耗:

在線數據采集設備采用超低功耗技術,無論是設備自身還是對外的通訊和數據采集以及供電等,都具備低功耗管理功能。采用超低功耗技術后,消防檢測的應用會大大降低實施難度和成本。

2  采集與傳輸方案

通過消防專用數據采集與監控終端接入消防管道的水壓等參數,并通過終端的LODI無線傳輸網絡或GPRS無線傳輸網絡實現數據的上傳。

LODI無線傳輸網絡支持市區內最遠5KM數據傳輸,可用于建筑物內或建筑物群之間的采集終端間的數據通訊,將消防數據匯總到區域內的一個匯總終端,再由區域匯總終端通過GPRS網絡實現采集數據與中心服務器的上傳以及配置信息的下載。同時每一個采集終端也可以配置GPRS??櫓苯佑脛行姆衿鶻型ㄑ?,實現消防數據的上傳和配置信息的下載。

整個數據采集的網絡示意圖如下:

LODI無線傳輸網絡采用開放頻段,無需申請牌照,可自由使用,且無需繳納任何使用費,較GPRS網絡而言可以大大節省系統的使用費用。

同時,基于LODI的無線傳輸網絡可以支持級聯工作模式,即某個數據采集終端可以通過第三個采集終端路由轉發實現與區域匯聚點的數據通訊。

消防數據采集與監控終端采用超低功耗技術進行設計研發,采用12VDC進行供電,同時也支持外接220VAC的能力。由于采用12VDC進行供電,因此根據消防參數檢測的實際特點,安裝在現場的數據采集終端采用可充電蓄電池進行供電,數據采集終端可對蓄電池的電壓進行監測,實現對蓄電池的運維管理。對于區域匯聚點,需要和中心服務器進行數據通訊,可以選擇有220VAC供電的安裝場所,由外部電源進行供電,確保中心供電的穩定持續運行。

消防數據采集與監控終端可直接對外部接入的儀表,以及LODI無線傳輸???、GPRS無線通訊??榻械緦抗芾?,根據時鐘周期、參數報警以及外部喚醒條件實現工作模式、待機模式和喚醒模式的工作管理。

根據實際現場不同的應用類型,提供1路AI接入、2路AI接入/2路DI接入以及2路AI接入/4路DI接入/2路DO輸出3種不同的產品可供選擇,所有產品均可選擇搭載LODI無線傳輸???,或GPRS無線傳輸???,或同時搭載安裝LODI和GPRS無線???。

從安裝方式上,產品可提供直接板載安裝或帶集成外殼兩種方式。

3   智慧消防應用平臺方案

智慧消防應用平臺是各職能部門應用人員和管理人員的窗口,通過瀏覽器和移動端APP進入智慧消防應用系統。

消防采集與監控終端采用數據主動推送的方式將數據實時監測的數據、報警以及隱患推送到應用平臺上,提供單點瀏覽、匯總統計、隱患分析、智能巡檢等應用功能。

智慧消防應用平臺采用??榛峁股杓?,可根據需要隨時增設消防設備監測、預警和日常監管等功能。同時可以根據用戶需求定制開發消防設備的采購、庫存、安裝、定期巡檢和設備校驗等個性化應用功能。

智慧消防應用平臺實現的基本功能如下:

  1. 消防栓等監測點水壓的遠程適時監測;

  2. 消防水池液位遠程適時監測功能;

  3. 噴淋管網遠程遠程適時監測;

  4. 消防水泵狀態遠程適時監測與聯動控制;

  5. 火災現場最近消防備用水源快速查找;

  6. 消防監測點GIS電子地圖顯示查詢;

  7. 消防控制中心預警點狀態自動推送消防監控中心、轄區警官和相關物業管理人員等;

  8. 實現轄區警官手機查詢消防栓、噴淋管網水壓和消防水池液位等功能;

  9. 具備消防管網環通分析預警功能;

  10. 實現傳感器缺失等終端故障以及設備通訊故障時自診斷功能。