CN103203087B - 一种室内无源类消防设施状态监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

一种室内无源消防设施状态监测系统及监测方法，涉及建筑消防物联网领域。系统由若干状态信息采集终端、信息传输装置和监控中心组成，状态信息采集终端包括加载普通RFID标签、压力检测RFID标签及门磁开关RFID标签的消防设施及RFID读写器，RFID读写器通过RS485总线与信息传输装置连接，信息传输装置通过有线/无线与监控中心传输数据，本系统充分利用已有的有线通信网络、无线通信网络或同相电力线进行与监控中心的通信。具有网络接入方式多样、布线少、数据传输实时性强、稳定性高等特点。该系统填补了无源类消防设施无法实现实时监控的空白，具有低功耗特性，标签电池使用寿命2-3年。

Description

一种室内无源类消防设施状态监测系统及监测方法

技术领域

本发明创造涉及建筑消防物联网领域，特别涉及一种室内无源类消防设施状态监测系统及监测方法。

背景技术

随着我国社会和城市建设的持续发展，城镇人口密度不断增加，高层和超高层建筑越来越多，建筑火灾时有发生。当火灾发生时，特别是高层或超高层火灾，常规消防车受喷水高度限制而完全无法发挥作用，即使是百米消防车也会因作业半径限制而往往不能到达现场。 解决高层建筑火灾最行之有效的途径是依靠自身消防设施，如室内消防栓、喷淋，消防水箱、灭火器、自救消防装备等。室内消防设施的完好程度直接关系灭火救援行动的成败。目前，此类无源消防设施尚未像室内带电类的火灾探测设备一样接入消防远程监控系统，其运行是否完好，如消防水箱缺水、消防栓欠压、消防水带水枪移位或丢失、灭火器欠压、移位、丢失、防火门状态异常、消防通道堵塞、个人自救设备缺失等，无法实现实时监测。此类消防设施的使用和监管主要通过巡更人员定期检查、检修和记录，该途径主要存在以下几个问题：

1.     工作具有重复性，效率不高，造成人力资源严重浪费。同时由于监管力度不够，误检、漏检现象时有发生；

2.     巡更员仅对每种状态登记在册，没有利用现有计算机技术，不便于事后的统计分析，维修检查效率较低；

3.     巡更检查只能保证检查时是否正常，巡更时段以外的变动不能被及时发现，状态异常无法及时获知并纠正；

4.     消防设施是否过期无法及时获知。

如果能通过一种手段将无源类消防设施的状态进行自动识别，并接入远程监控平台，可避免人员巡更带来的诸多隐患，还能节省资源。

发明内容

本发明创造的目的在于利用现代计算机及网络通信技术设计一种室内无源类消防设施状态监测系统及监测方法，着重解决对室内消火栓水压状态、消防水带和水枪在位情况、个人自救装备在位情况、各类型灭火器当前压力及在位情况、防火门的开关状态等进行实时监测的问题，该系统可有效克服常规的巡更检查法带来的人力资源浪费、误检、漏检以及状态变化无法及时获取等弊端。

本发明创造的目的是通过下述技术方案实现的：一种室内无源类消防设施状态监测系统，由若干状态信息采集终端、信息传输装置和监控中心组成，其特征在于：所述的状态信息采集终端包括加载普通RFID标签、压力检测RFID标签及门磁开关RFID标签的消防设施及RFID读写器，RFID读写器通过RS485总线与信息传输装置连接，信息传输装置通过有线/无线与监控中心传输数据，所述的压力检测RFID标签是在射频主控芯片上加载压力采集模块；所述的门磁开关RFID标签是在射频主控芯片上加载开关量采集模块。

加载普通RFID标签的消防设施包括个人自救设备、消防水枪、消防水带、灭火器。

加载压力检测RFID标签的消防设施包括消防栓、灭火器。

加载门磁开关RFID标签的消防设施为防火门。

所述的信息传输装置包括主控制器、存储模块、485通信模块、以太网通信模块，主控制器通过485通信模块与状态信息采集终端的RFID读写器连接，主控制器通过以太网通信模块与监控中心实现有线/无线数据传输。

一种采用上述室内无源类消防设施状态监测系统，监测消防设施状态的方法，具体步骤如下：

1）  RFID读写器定时扫描同组同频段的所有RFID标签信息，RFID标签在接收命令后按协议上传其状态信息，包括标签ID、压力值、开关状态；

2）  数据传输装置采用查询方式 向RFID读写器发送查询命令；接收命令后RFID读写器上传其监管范围内扫描到的所有标签信息；

3） 数据传输装置将采集到的信息进行协议解析，并根据以下规则上传数据至监控中心；

a如果连续5次未能收到某一标签信息，则认为该标签离位，按协议上传该标签离位信息。否则认为该标签在原位。持续出现某种状态时，仅上传一次标签信息；

b当标签状态信息由离位变为在位时，传输装置上传当前标签离位信息；

c当标签状态信息由在位变为离位时，传输装置上传当前标签在位信息；

d当压力检测RFID标签信息中压力数值发生变化时，传输装置上传当前压力信息；

e当门磁开关RFID标签信息中开关量发生变化时，传输装置上传当前开关量状态信息；

4）监控中心接收存储传输装置上传的信息，以图形化方式标示消防设施的在位情况，水压变化情况、防火门开关情况；

5）监控中心对发现的异常情况，如消防设施离位、消防栓欠压、防火门异常开关，及时给予报警提示。

本发明创造的有益效果：本系统基于RFID射频技术，针对无源类消防设施信息采集，采用常见的射频芯片作为主控芯片，设计基于RFID射频技术的有源标签，在其最小系统基础上扩展加载压力采集模块和开关量采集模块，具有采集水压、灭火剂压力信息和防火门开关状态信息的功能，并可通过射频方式与读写器通信。该标签采用锂电池供电，具有体积小、功耗低、平均工作时间长等特点。系统的状态信息采集终端包括RFID标签和读写器， 普通RFID标签与各类无源类消防设施捆绑，用于实时监测其在位情况；具有压力检测功能的RFID标签由三通连接件安装于室内消防栓或灭火器，用于实时采集压力信息；具有门磁开关检测的RFID标签安装于防火门，用于实时监测防火门的开关状态。信息传输装置采用具有ARM Cortex-M3 内核的处理器LPC1769作为主控制器，在其最小系统基础上扩展485通信模块、数据存储模块和以太网通信模块。通过查询/应答方式获取所连接的采集终端的数据：包括消火栓压力信息、灭火器压力信息、防火门开关状态信息及各种无源类消防设施的在位信息。采集的数据信息可保存到存储模块以便查询分析，并可通过室内WIFI网络、有线网络和同相电力线方式上传至监控中心。监控中心内置监控软件，可以实时接收各信息传输装置上传的数据信息，并可通过图形化方式实时显示各消防设施的状态变化情况。当发生异常状况时给予提示或报警。所有数据被存储在数据库服务器，便于查询统计分析。当消防设施被移位并脱离采集装置巡检范围时，采集装置将无法通过状态信息采集终端接收到该设施上RFID标签的应答数据，该状态持续一定时间段后，系统认为标签离位，消防设施丢失；同理，当检测到的压力信息超出阈值范围时，认为压力异常，监测中心软件会有报警提示信息；当被监测消防设施超出设定的使用期限时，也会给予提示。

具体可实现以下功能：

1. 当消火栓内水压发生变化，并超出高压或低于低压阈值时，监控中心可实时获知并报警，提示发生超压或漏水；

2. 当灭火器内压低于设定阈值时，监控中心可实时获知并报警，提示该灭火器压力状态异常；

3. 当消防水带、水枪、个人自救装备及灭火器等消防设施不在位时，监控中心可实时获知并报警，提示该设施已被挪用；

4. 当常闭防火门打开或常开防火门关闭时，监控中心可实时获知并报警，提示防火门出现异常开关；

5. 当被监测的消防产品超出使用期限，监控中心可发出提示信息，提醒及时更换过期设备。

本发明创造充分利用已有的有线通信网络、无线通信网络或同相电力线进行与监控中心的通信。具有网络接入方式多样、布线少、数据传输实时性强、稳定性高等特点。该系统填补了无源类消防设施无法实现实时监控的空白，具有低功耗特性，标签电池使用寿命2-3年。

附图说明

图1是本发明创造的系统框图。

图2是图1中信息传输装置的框图。

具体实施方式

一种室内无源类消防设施状态监测系统，由若干状态信息采集终端、信息传输装置1和监控中心2组成，所述的状态信息采集终端包括加载普通RFID标签4、压力检测RFID标签5及门磁开关RFID标签6的消防设施及RFID读写器3，RFID读写器3通过485总线与信息传输装置1连接，信息传输装置1通过有线/无线与监控中心2传输数据，压力检测RFID标签5是在射频主控芯片上加载压力采集模块；门磁开关RFID标签6是在射频主控芯片上加载开关量采集模块。

其中加载普通RFID标签4的消防设施包括个人自救设备、消防水枪、消防水带、灭火器。加载压力检测RFID标签5的消防设施包括消防栓、灭火器。加载门磁开关RFID标签6的消防设施为防火门。

信息传输装置1包括主控制器11、存储模块12、485通信模块13、以太网通信模块14，主控制器11通过485通信模块13经485总线与状态信息采集终端的RFID读写器3连接，主控制器11通过以太网通信模块14经由RJ45、电力线和/或WIFI与监控中心2实现有线/无线数据传输。

一种采用上述室内无源类消防设施状态监测系统，监测消防设施状态的方法，具体步骤如下：

1）RFID读写器定时扫描同组同频段的所有RFID标签信息，RFID标签在接收命令后按协议上传其状态信息，包括标签ID、压力值、开关状态；

2）数据传输装置采用查询方式 向RFID读写器发送查询命令；接收命令后RFID读写器上传其监管范围内扫描到的所有标签信息；

3）数据传输装置将采集到的信息进行协议解析，并根据以下规则上传数据至监控中心；

a如果连续5次未能收到某一标签信息，则认为该标签离位，按协议上传该标签离位信息。否则认为该标签在原位。持续出现某种状态时，仅上传一次标签信息；

b当标签状态信息由离位变为在位时，传输装置上传当前标签离位信息；

c当标签状态信息由在位变为离位时，传输装置上传当前标签在位信息；

d当压力检测RFID标签信息中压力数值发生变化时，传输装置上传当前压力信息；

e当门磁开关RFID标签信息中开关量发生变化时，传输装置上传当前开关量状态信息；

4）监控中心接收存储传输装置上传的信息，以图形化方式标示消防设施的在位情况，水压变化情况、防火门开关情况；

5）监控中心对发现的异常情况，如消防设施离位、消防栓欠压、防火门异常开关，及时给予报警提示。

Claims (3)

1.一种室内无源类消防设施状态监测系统，由若干状态信息采集终端、信息传输装置和监控中心组成，其特征在于：所述的状态信息采集终端包括加载普通RFID标签、压力检测RFID标签及门磁开关RFID标签的消防设施及RFID读写器，RFID读写器通过RS485总线与信息传输装置连接，信息传输装置通过有线/无线与监控中心传输数据，

所述的普通RFID标签与各类无源类消防设施捆绑，用于实时监测其在位情况；

所述的压力检测RFID标签是在射频主控芯片上加载压力采集模块；由三通连接件安装于室内消防栓或灭火器，用于实时采集压力信息；

所述的门磁开关RFID标签是在射频主控芯片上加载开关量采集模块；安装于防火门，用于实时监测防火门的开关状态。

2.根据权利要求1所述的室内无源类消防设施状态监测系统，其特征在于：所述的信息传输装置包括主控制器、存储模块、485通信模块、以太网通信模块，主控制器通过485通信模块与状态信息采集终端的RFID读写器连接，主控制器通过以太网通信模块与监控中心实现有线/无线数据传输。

3.一种采用权利要求1所述室内无源类消防设施状态监测系统，监测消防设施状态的方法，具体步骤如下：

1） RFID读写器定时扫描同组同频段的所有RFID标签信息，RFID标签在接收命令后按协议上传其状态信息，包括标签ID、压力值、开关状态；

2） 数据传输装置采用查询方式向RFID读写器发送查询命令；RFID读写器接收命令并上传其监管范围内扫描到的所有标签信息；

3） 数据传输装置将采集到的信息进行协议解析，并根据以下规则上传数据至监控中心；

a如果连续5次未能收到某一标签信息，则认为该标签离位，按协议上传该标签离位信息；否则认为该标签在原位；持续出现某种状态时，仅上传一次标签信息；

b当标签状态信息由离位变为在位时，传输装置上传当前标签离位信息；

c当标签状态信息由在位变为离位时，传输装置上传当前标签在位信息；

d当压力检测RFID标签信息中压力数值发生变化时，传输装置上传当前压力信息；

e当门磁开关RFID标签信息中开关量发生变化时，传输装置上传当前开关量状态信息；

4） 监控中心接收存储传输装置上传的信息，以图形化方式标示消防设施的在位情况、水压变化情况、防火门开关情况；

5）  监控中心对发现的消防设施离位、消防栓欠压、防火门异常开关，及时给予报警提示；

具体为：

当消火栓内水压发生变化，并超出高压或低于低压阈值时，监控中心可实时获知并报警，提示发生超压或漏水；

当灭火器内压低于设定阈值时，监控中心可实时获知并报警，提示该灭火器压力状态异常；

当消防水带、水枪、个人自救装备及灭火器不在位时，监控中心可实时获知并报警，提示该设施已被挪用；

当常闭防火门打开或常开防火门关闭时，监控中心可实时获知并报警，提示防火门出现异常开关；

当被监测的消防产品超出使用期限，监控中心可发出提示信息，提醒及时更换过期设备。