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NB-IoT智能煙感系統(tǒng)

一、概述   

每一次火災(zāi)都伴隨著家破人亡,每一次的場面都觸目驚心。提高消防意識(shí),并合理使用消防設(shè)備,才能盡量減少損失和傷害。煙霧傳感器是消防系統(tǒng)的哨兵,可實(shí)時(shí)檢測煙霧,傳感器檢測到煙霧濃度超標(biāo),會(huì)發(fā)送信息到后臺(tái)服務(wù)器,并啟動(dòng)警鈴,廣播喇叭等相關(guān)設(shè)備,服務(wù)器會(huì)自動(dòng)推送信息到相關(guān)人員及部門,實(shí)現(xiàn)消防安全智能化。在實(shí)際應(yīng)用中按照消防要求,煙感器的安裝分布密集,不方便走線,并且施工成本高;無法與人(包括業(yè)主、保安、消防隊(duì)等)交互,存在誤報(bào)風(fēng)險(xiǎn);耗電量大,維護(hù)成本隨之變高。

基于NB-IoT智慧煙感的引入解決了傳統(tǒng)煙感器布線難、電池使用周期短、維護(hù)成本高、無法與業(yè)主及消防機(jī)構(gòu)交互等缺點(diǎn),采用無線通信,即插即用,無需布線,易于安裝;功耗低,電池待機(jī)時(shí)長可達(dá)10年以上,無需頻繁更換電池,有效降低維護(hù)成本。

實(shí)時(shí)上報(bào)火災(zāi)狀況,多維度、多角色、多狀態(tài)及時(shí)通知火警狀態(tài),降低人財(cái)物損失;同時(shí)可接入大數(shù)據(jù)平臺(tái),幫助政府決策,治理消防隱患。

智慧煙感的引入,幫助運(yùn)營商開辟了新的機(jī)會(huì)點(diǎn),增加收入的同時(shí)也開辟了一整片藍(lán)海;也使得普通住戶的業(yè)主在小投入的前提下對(duì)家庭火災(zāi)進(jìn)行防范,保障了市民的生命財(cái)產(chǎn)安全;同時(shí)也給政府及相關(guān)的消防部門提高火災(zāi)防范以有力支撐,避免火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NBIOT具有以下優(yōu)勢:

1.海量連接:每區(qū)可達(dá)10萬連接;NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升,這也就意味著,在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。

2.超低功耗:電池壽命長達(dá)十年;

低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo),特別對(duì)于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合,如安置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設(shè)備,它們不可能像智能手機(jī)一天一充電,長達(dá)幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術(shù)無法取得突破的前提下,只能通過降低設(shè)備功耗以延長電池供電時(shí)間。通信設(shè)備消耗的能量往往與數(shù)據(jù)量或速率相關(guān),即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出數(shù)據(jù)包的大小決定了功耗的大小。數(shù)據(jù)量小,設(shè)備的調(diào)制解調(diào)器和功放就可以調(diào)到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、 小速率應(yīng)用,因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小,可以保障電池5年以上的使用壽命。

3.深度覆蓋:能實(shí)現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益;

NB-IoT比LTE提升20dB增益,相當(dāng)于發(fā)射功率提升了100倍,即覆蓋能力提升了100倍,就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號(hào)難以到達(dá)的地方也能覆蓋到。

4.安全性:繼承4G網(wǎng)絡(luò)安全能力,支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴(yán)格加密,確保用戶數(shù)據(jù)的安全性。

5.穩(wěn)定可靠:能提供電信級(jí)的可靠 性接入,有效支撐 IoT 應(yīng)用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),即可與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站復(fù)用以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí),但是使用單獨(dú)的180KHz頻段,不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的語音和數(shù)據(jù)帶寬,保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和未來物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可同時(shí)穩(wěn)定、可靠的進(jìn)行。以智能抄表應(yīng)用為例,與采用有線PLC抄表數(shù)據(jù)回收成功率在60%左右相比,NB-IoT可以保證數(shù)據(jù)成功回收率高,可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢。速率低就不需要大緩存,所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗,意味著RF設(shè)計(jì)要求低,小PA就能實(shí)現(xiàn);因?yàn)榈蛶挘筒灰獜?fù)雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關(guān),尺寸越小,成本越低,模塊的成本也隨之變低。

三、系統(tǒng)組成

NBIOT DTU典型應(yīng)用方案-智能煙感.jpg

本系統(tǒng)主要有NB-IoT煙感、監(jiān)控管理軟件、消防指揮中心等。

1、NB-IoT煙感

采用工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足消防要求,內(nèi)置NB-IoT終端,主要完成煙霧濃度等數(shù)據(jù)的采集和處理、控制輸出和進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、報(bào)警、接收遠(yuǎn)程命令、開關(guān)等等功能。

2、數(shù)據(jù)監(jiān)控中心

監(jiān)控中心由監(jiān)控主機(jī)、人機(jī)接口、相關(guān)外設(shè)及與無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口等部分組成。對(duì)各遠(yuǎn)端監(jiān)控點(diǎn)采用輪詢或并行詢問方式,完成監(jiān)測、控制、采集、預(yù)警等多重任務(wù)。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件是集煙感的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與一體,并依據(jù)一定的觸發(fā)條件實(shí)施預(yù)警等功能的系統(tǒng)軟件。具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警處理、報(bào)表打印、圖形人機(jī)界面、系統(tǒng)安全性控制等眾多功能。

3、消防指揮中心

消防指揮中心,按照現(xiàn)代化指揮中心方案建設(shè),采用若干大屏幕以及控制臺(tái)設(shè)置,更方便實(shí)施監(jiān)測險(xiǎn)情,以及險(xiǎn)情出現(xiàn)時(shí)及時(shí)地遙控指揮,迅速遏制險(xiǎn)情繼續(xù)惡化。

四、可靠性

本系統(tǒng)需要較高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán),網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行,即使出現(xiàn)硬件和軟件故障,系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。

數(shù)據(jù)中心通過公網(wǎng)使用https接入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),從認(rèn)證到數(shù)據(jù)傳送整個(gè)過程得到了加密保護(hù),安全性比較高,可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

五、總結(jié)

NB-IoT智能煙感實(shí)現(xiàn)了智能化監(jiān)控,一旦發(fā)生火災(zāi),報(bào)警系統(tǒng)會(huì)通過TTS自動(dòng)語音立即通知業(yè)主、物業(yè)和消防安全員,確保及時(shí)疏散,減少人員傷亡,避免火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)危害,并實(shí)現(xiàn)公共消防服務(wù)的商業(yè)化運(yùn)營。


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