智能消防物联网远程监控系统

摘要

本发明公开了智能消防物联网远程监控系统，包括硬件设备、控制电路；硬件设备包括：消防栓本体、安装在消防栓本体内的水压检测器和报警装置、与消防栓本体无线连接的监控中心；控制电路包括供电电路、CPU/MCU主控电路、通信电路、信号采集电路；智能消防栓系统的工作方法包括以下过程：S1信息采集；S2实时告警；S3实时通讯；S4数据管理；本发明采用无线通讯技术，通过对消防栓阀杆开关检测，达到实时监测消防栓出水情况、管网压力状态、消防栓倾倒状态、智能装置电池电压、信号状态、工作环境温度，并建立消防栓GIS管理系统，帮助供水企业和消防栓管理部门收集用水证据，并针对不同类型的非法用户采取相施，消除非法用水和消防栓损坏带来的安全隐患。

说明书

技术领域

本发明涉及消防栓技术领域，尤其涉及智能消防物联网远程监控系统。

背景技术

消防设施作为城市消防的基础设施，在灭火中起着关键作用。但是，目前对于消防设施的应用仍存在多种问题：一是使用中的消防设施的位置监管差，室内室外消防设施数量众多，分布位置复杂，城市改建中大量消防设施废弃，扩建中许多消防设施未能及时投入使用，这些消防设施的使用状况难以进行有效监控；二是消防设施的保存状态难以确定，破坏消防设施、盗用消火用水的情况无法监管，导致因为消防设施管理、使用不善而留下消防安全隐患。由于消防设施的安装位置特殊，而平时处于“休眠”且需要维护的状态，要实时掌握消防设施的工作状态需要一种全新的管理手段。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的智能消防物联网远程监控系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

智能消防物联网远程监控系统，包括硬件设备、控制电路；所述硬件设备包括：消防栓本体、安装在所述消防栓本体内的水压检测器和报警装置、与消防栓本体无线连接的监控中心；所述控制电路包括供电电路、CPU/MCU主控电路、通信电路、信号采集电路；所述智能消防栓系统的工作方法包括以下过程：S1信息采集；信号采集电路工作，收集消防栓本体的具体信息，包括GIS信息、数量信息、使用状态信息；收集异常告警信息，包括消防栓接口异常开启的盗水信息、管网压力状态和管道破损漏水的内部安全信息、消防栓倾倒的外部安全信息、环境温度低和电量低等客观因素信息；S2实时告警；根据S1信息采集中得到的信息，CPU/MCU主控电路工作，调动报警装置现场报警；S3实时通讯；将S1信息采集中得到的信息，以及S2实时告警中报警装置的工作生成的告警信息以通讯电路的方式实时传递给监控中心，并以无线通讯的方式传递给监管员的手机监管APP；S4数据管理；监控中心对传递来的数据进行整理分析，并储存。

优选的，包括通信模组、采集模组、控制模组；所述通信模块包括用于将监测设备的数据远程传输给监控中心的GPRS模块、用于与水压检测器进行无线通信的433MHz模块、用于现场调试安装时维护人员配置和修改监测设备参数的BT蓝牙模块。

优选的，所述信息采集模块包括消防栓本体阀门开度的信号采集单元、消防栓本体倾倒程度的信号采集单元、消防栓本体内供水管网的水压数值的信号采集单元。

优选的，所述消防栓本体包括安装在顶部的智能闷盖，所述报警装置安装在所述智能闷盖的底部；所述智能闷盖内安装有无线通讯设备；所述无线通信设备111用于将报警装置生成的报警信号传输给监控中心和手机监管平台。

优选的，所述水压检测器有多个，且分别安装在消防栓出水口处、表井内、管网处、管道内，所述水压检测器的输出端连接所述报警装置。

优选的，所述消防栓本体包括100mm出水口和65mm出水口，所述100mm出水口设置有倾斜开关，所述65mm出水口设置有微动开关，所述倾斜开关和所述微动开关均连接所述报警装置。

优选的，所述监控中心的功能包括多用户有效权限Web登陆、完整数据记录、以及GIS实现。

本发明的有益效果为：本发明中，智能消防栓系统，具体为智能消防栓无线监测系统，采用无线通讯技术，可以快速替换传统消防栓顶盖，采用智能闷盖，通过对消防栓阀杆开关检测，达到实时监测消防栓出水情况、管网压力状态、消防栓倾倒状态、智能装置电池电压、信号状态、工作环境温度，并建立消防栓GIS管理系统，帮助供水企业和消防栓管理部门收集用水证据，并针对不同类型的非法用户采取相施，减少供水企业产销差，消除非法用水和消防栓损坏带来的安全隐患，提升对城市消防栓使用的监控力度。

附图说明

图1为本发明所述消防栓系统的系统结构图；

图2为本发明所述消防栓系统的工作流程图；

图3为消防栓本体的结构示意图。

图中标号：1消防栓本体，11智能闷盖，111无线通讯设备，2水压检测器，3报警装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图3，智能消防物联网远程监控系统，包括硬件设备、控制电路；硬件设备包括：消防栓本体1、安装在消防栓本体1内的水压检测器2和报警装置3、与消防栓本体1无线连接的监控中心；控制电路包括供电电路、CPU/MCU主控电路、通信电路、信号采集电路；智能消防栓系统的工作方法包括以下过程：S1信息采集；信号采集电路工作，收集消防栓本体1的具体信息，包括GIS信息、数量信息、使用状态信息；收集异常告警信息，包括消防栓接口异常开启的盗水信息、管网压力状态和管道破损漏水的内部安全信息、消防栓倾倒的外部安全信息、环境温度低和电量低等客观因素信息；S2实时告警；根据S1信息采集中得到的信息，CPU/MCU主控电路工作，调动报警装置3现场报警；S3实时通讯；将S1信息采集中得到的信息，以及S2实时告警中报警装置3的工作生成的告警信息以通讯电路的方式实时传递给监控中心，并以无线通讯的方式传递给监管员的手机监管APP；S4数据管理；监控中心对传递来的数据进行整理分析，并储存。

防栓防盗水报警装置每天采集上报N次数据(根据消防栓不常使用的特点，同时节省电池电量，建议每24小时上报一次)，根据管网压力数据，我们能够判断消防栓内有是否有水，并通过电池电压、信号质量等数据了解设备运行状态。同时，还可以根据国家标准，设置报警上、下限值。例如，当压力值低于0.14Mpa时，设备提示报警，高于1.0Mpa时提示报警。

在本实施例中，包括通信模组、采集模组、控制模组；通信模块包括用于将监测设备的数据远程传输给监控中心的GPRS模块、用于与水压检测器2进行无线通信的433MHz模块、用于现场调试安装时维护人员配置和修改监测设备参数的BT蓝牙模块。

智能消防栓无线监测系统，采用无线通讯技术，可以快速替换传统消防栓顶盖，通过阀杆开关检测，达到实时监测消防栓出水情况，管网压力状态，消防栓倾倒状态，智能装置电池电压，信号状态，工作环境温度，建立消防栓GIS管理系统，帮助供水企业和消防栓管理部门收集用水证据，并针对不同类型的非法用户采取相施，减少供水企业产销差，消除非法用水和消防栓损坏带来的安全隐患。

在本实施例中，信息采集模块包括消防栓本体1阀门开度的信号采集单元、消防栓本体1倾倒程度的信号采集单元、消防栓本体1内供水管网的水压数值的信号采集单元。

在本实施例中，消防栓本体1包括安装在顶部的智能闷盖11，报警装置3安装在智能闷盖11的底部；智能闷盖11内安装有无线通讯设备111；无线通信设备111用于将报警装置3生成的报警信号传输给监控中心和手机监管平台。

智能消防栓监控系统所采用的核心技术是基于运营商的GPRS/NB-IoT技术、芯片技术、Web Server技术、手机APP技术，实现了室外消防栓的智能化管理，鉴于传统消防栓管理方式的不足，采用智能化管理模式对于提高供水企业经济效益和保障城市消防安全具有重大现实意义。智能消防栓监控系统基于传感器、嵌入式系统和无线通讯物联网技术，应用于城市消防管理，实现在消防栓监测方面的信息化管理。消防栓监控系统分三个组成部分，消防栓智能闷盖、监控中心平台和手机APP客户端，三部分通过NB-IOT无线通讯进行数据交换，形成一个信息链。

第一节信息链为智能闷盖11与监控中心平台之间的无线通讯，每个智能闷盖11直接将消防栓的使用信息发送至监控中心，形成一个多对一的通讯网络。监控中心的主要功能是将收集的消防栓使用信息进行存储、统计、分析和处理，并通过地图、表格、报告等形式有效地展示给监控中心工作人员。第二节信息链为监控中心与现场巡查工作人员的通讯。每个现场巡查工作人员通过手机APP，用于接收和处理监控中心报警的信息。

在本实施例中，水压检测器2有多个，且分别安装在消防栓出水口处、表井内、管网处、管道内，水压检测器2的输出端连接报警装置3。目前智能消防栓监管平台的主要功能有手机报装、消防栓管理、GIS定位与导航、出水告警、开盖告警、撞到告警、破坏告警、水压监测、巡检管理、用户管理、硬件管理等功能。

具体的，当消防栓阀门被非法开启时，水流通过智能闷盖11感应模块触发出水告警；当消防栓被撞到或者人为破坏时，消防栓本体1发生持续性的震荡、位移及产生倾斜角时触发撞到、破坏告警；当智能闷盖11被非法开盖时，旋转超过特定度数时触发开盖告警，所产生的告警由物联网传输模块至平台，再通过手机APP向巡查人员发送告警信息。

水压检测设备通过在消防供水管网上安装水压检测器2及其相关装置设备来采集水压信息，并定时传输至平台，当消防供水管网内的水压低于或者超过设定阈值时，触发水压过低和水压过高告警，所产生的告警由物联网传输模块至平台，通过手机APP向相关负责人推送告警信息。

在本实施例中，消防栓本体1包括100mm出水口和65mm出水口，100mm出水口设置有倾斜开关，65mm出水口设置有微动开关，倾斜开关和微动开关均连接报警装置3。

在本实施例中，监控中心的功能包括多用户有效权限Web登陆、完整数据记录、以及GIS实现。监控中心系统采用Web架构系统，管理员可以设置用户权限，通过内部网络多用户登录系统，便于系统的使用、维护和管理。管理用户可以对消防监控的多个属性进行添加、设置，包括区域、地址、经纬度、设备等。

通过监控中心系统的GIS功能，用户可以方便地查询指定设备的地理位置信息，并实时显示当前被使用消防栓的位置信息，供巡查人员方便有效的到达目标位置。监控中心系统的数据统计报表功能，可以协助使用者方便地根据时间、用水类型等参数进行数据统计。

本发明能实现6个基础功能：1)当有人在100mm出水口用水，在拧动消防栓防盗水报警装置时，装置中的倾斜开关发生位置偏离并导通，触发报警装置，将报警信息通过GPRS远传至监控中心，实现及时报警。

2)当有人在65mm出水口用水，出水后消防栓内的水压触发消防栓防盗水报警装置内的微动开关闭合，通过GPRS将报警信息远传至监控中心，实现报警。

3)消防栓阀瓣密封垫易损或老化，当出现渗漏，消防栓内的水压触发报警装置内的微动开关闭合，通过GPRS网络将报警信息远传至监控中心，实现报警。

4)消防栓防盗水报警装置配备433MHz无线通信功能，用来扩展监测消防管道压力，表井内安装433MHz微功耗测控终端采集管道压力，将压力数据传输至消防栓防盗水报警装置上，再定时通过GPRS传输至集控中心。

5)取水栓取水控制装置配备433MHz无线通信功能，用来获取水表/流量计数据和监测管道压力，表井内安装433MHz微功耗测控终端，采集水表数据和管道压力数据，将数据传输至取水栓取水控制装置上，再定时通过GPRS传输至监控中心。

6)消防栓防盗水报警装置配备蓝牙通信功能，实现通过手机APP对其进行无线维护，并且手机APP能够随时查看报警信息，确定消防栓位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。