CN111665767A - 基于物联网的建筑防排烟监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的建筑防排烟监控系统，涉及建筑消防技术领域，包括用于采集的消防风机和消防风阀状态信息的前端采集箱，以及与前端采集箱无线通讯连接的后端监控平台；所述前端采集箱包括安装在消防风阀的风阀叶片轴上的用于采集风阀叶片转动角度的角度传感器，安装在消防风机的转轴部位的用于检测风机转速的转速传感器，安置于消防风机供电线路上的电压互感器、电流互感器和三相电表，接收传输信号的控制处理器，以及与控制处理器连接的供电模块、存储模块和无线传输模块。本发明通过对消防风机和消防风阀进行物联网技术改造，通过配置相应的传感器件对消防风机和消防风阀进行状态监测，提高了对消防设施出现故障时判断的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及防排烟系统，具体地讲，是涉及一种基于物联网的建筑防排烟监控系统。
背景技术
我国的消防事业也正在逐步迈向大数据的“物联网”时代，进入消防智能化、信息化时代。在目前社会单位消防安全管理模式单一、消防部门监管力量捉襟见肘的客观条件下，创新探索研究基于物联网的消防智能监测及联动技术应用，不仅对消防部门发散掌握社会面消防安全动态管理状况很有必要，更能极大程度地强化社会单位自我消防安全管理意识，对促进社会消防安全管理效率具有十分重要的现实意义。
防排烟系统是消防系统的重要子系统，也是构成消防“物联网”平台重要环节。火灾时的烟气是造成人员大量伤亡的主要原因，消防通风排烟设施能否在火灾时保证正常运转是减少人员伤亡的重要手段，因此对消防通风排烟设施的日常维护和监管十分有必要。很多建筑的防排烟系统，长久不启动，一些风机很多时候缺少供电，即便供电，风机启动，由于风机皮老化，松动等原因，导致排烟量不够；电动风阀同样缺少供电，或者即便供电，风阀叶片可能被卡住、关闭不严等，导致开启角度不够或没有关严，导致开口面积减少、漏风、漏烟等。可见，传统监管模式不能有效地对防排烟设施进行监管，难以起到良好烟气控制的效果，给消防管理部门和使用单位带来很大不便。
发明内容
针对上述现有技术中的上述问题，本发明提供一种基于物联网的建筑防排烟监控系统，通过物联网的方式对建筑防排烟系统进行改造，提高对消防风机、消防风阀等部件的故障状态监控的准确度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于物联网的建筑防排烟监控系统，包括用于采集的消防风机和消防风阀状态信息的前端采集箱，以及与前端采集箱无线通讯连接的后端监控平台；
所述前端采集箱包括安装在消防风阀叶片轴上的用于采集风阀叶片转动角度的角度传感器，安装在消防风机的传动转轴部位的用于检测风机转速的转速传感器，安置于消防风机供电线路上的电压互感器、电流互感器和三相电表，通过RS485接口有线连接所述转速传感器和三相电表并接收其传输的信号的控制处理器，以及与控制处理器连接的供电模块、存储模块和无线传输模块，其中电压互感器和电流互感器通过有线连接接入三相电表，所述无线传输模块与后端监控平台无线连接。
进一步地，所述转速传感器包括安置于消防风机转轴上的感应贴片，以及贯穿安置于消防风机转轴罩上的并与感应贴片匹配的接近传感器，其中，所述接近传感器向控制处理器传输信号。
具体地，所述控制处理器采用STM16系列或STM32系列单片机。
具体地，所述无线传输模块采用4G模块。
更进一步地，所述后端监控平台包括用于接收无线传输模块发送的数据信号的无线接收器，与无线接收器连接的数据服务器，以及与数据服务器连接的为用户提供信息浏览窗口的交互界面。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过对消防风机和消防风阀进行物联网技术改造，通过配置相应的传感器件对消防风机和消防风阀进行状态监测，提高了对消防设施出现故障时判断的准确度。并且本发明设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在建筑消防中应用。
(2)本发明在风阀叶片的转动轴上连接角度传感器来直接采集风阀叶片的转动角度，可直观地获取参数数据，进而判断风阀叶片的开合度是否满足要求，实现对消防风阀运行状态更准确的监控，提高监测数据与风阀实际运行状态的匹配度，以便及时发现风阀故障。
(3)本发明通过接近传感器直接对消防风机的转轴转速进行监测，并通过电压互感器和电流互感器对消防风机的供电线路状况进行监测，实现对消防风机运行状态的整体全面监测，进而实现在出现故障时对故障情况的准确判断。
(4)本发明将感应贴片和接近传感器在风机转轴部位安置，施工量小，安装方便，相比直接检测风机叶片转速的可行性更高。
(5)本发明通过配置无线传输模块，将采集的信息传输至后端监控平台，有效地实现了将消防风机和消防风阀设备接入物联网的过程，便于后续的统一监控和维护管理。
附图说明
图1为本发明-实施例的系统原理框图。
图2为本发明-实施例中角度传感器安置的结构示意图。
图3为本发明-实施例中接近传感器安置的结构示意图。
图4为本发明-实施例中后端监控平台的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图4所示，该基于物联网的建筑防排烟监控系统，包括用于采集的消防风机和消防风阀状态信息的前端采集箱，以及与前端采集箱无线通讯连接的后端监控平台。
所述前端采集箱包括安装在消防风阀叶片轴上的用于采集风阀叶片转动角度的角度传感器，安装在消防风机的传动转轴部位的用于检测风机转速的转速传感器，安置于消防风机供电线路上的电压互感器、电流互感器和三相电表，通过RS485接口有线连接所述转速传感器和三相电表并接收其传输的信号的控制处理器，以及与控制处理器连接的供电模块、存储模块和无线传输模块，其中电压互感器和电流互感器通过有线连接接入三相电表，所述无线传输模块与后端监控平台无线连接。具体地，所述转速传感器包括安置于消防风机转轴上的感应贴片，贯穿安置于消防风机转轴罩上的并与感应贴片匹配的接近传感器，其中，所述接近传感器向控制处理器传输信号。
其中，角度传感器可以选用无锡埃费尔公司生产的ALS-300系列的旋转角度传感器，通过直接对风阀叶片转轴部分转动轴的转动角度进行监测，来判断风阀叶片的开合度，避免出现风阀叶片转动卡住导致开合度不够但又无法检测出的情况。接近传感器通过与感应贴片的配合来监测消防风机的实际转速，后续可通过该实际转速与额定转速的对比来判断消防风机是否出现故障(主要为机械故障)，例如出现风机叶片卡住、皮带松动等机械故障问题时必然导致实际转速降低，在其他电气部分监测数据无异常的条件下，可判定为机械故障。电压互感器用于监测消防风机出现异常状态时的故障电压信息，电流互感器用于检测消防风机出现异常状态时的故障电流信息，以便于对异常状况的准确判断。三相电表用于监测消防风机运行状态的电压电流等信息，可判断风机电源供电情况。所述控制处理器在接收到相关信号后根据预设标准进行数据对比处理后可反馈异常，可以在当前终端配置报警器件进行报警处理，也可以将异常信息通过无线传输模块上传，或者不对信号进行处理，直接将信号传输至后端平台统一处理。所述供电模块可采用外接供电形式，一般配置为与消防风机采用相同的供电来源。所述存储模块用于数据的本地储存。所述无线传输模块用于将信号等数据传输至后端平台，实现各建筑消防风机及其他相关设备的物联网。
具体地，所述接近传感器采用三线感应开关，所述控制处理器采用STM16系列或STM32系列单片机，所述无线传输模块采用4G模块。所述电压互感器采用三相式电压互感器，所述电流互感器采用型号为BH0.66系列的电流互感器，所述三相电表采用型号为DTUH26的三相4线多功能电力检测仪。
所述后端监控平台包括用于接收无线传输模块发送的数据信号的无线接收器，与无线接收器连接的数据服务器，以及与数据服务器连接的为用户提供信息浏览窗口的交互界面。其中数据服务器可采用MySQL数据库平台实现快速的数据信息存储，也可配置为云端服务器。所述交互界面可基于web视图化设计，例如基于VUE框架，采用ASP.NET Web API平台实现交互界面在浏览器和终端上的展示。
本发明使用时，将各传感器组件安装于现有的消防风机和消防风阀上的对应部位，即可进行监测及数据反馈。数据上传至云端服务器中，并搭建基于B-S架构的物联网平台，用户可在终端或直接通过浏览器的方式随时随地进行云端数据查看，十分方便。例如在交互界面的信息展示中，在风阀实时状态界面可直观地查看到风阀的名称、电源状态、运行状态、电压、开启角度、所在位置、型号、安装时间、厂商等信息，其中开启角度信息的数据采集由所述角度传感器实现，其他信息通过录入或其他方式采集实现(例如获取风阀执行器的相关信息等)，当风阀正常动作时，其开启角度应该显示为90°，若交互界面展示开启角度为其他数值，则表明可能发生了叶片卡住等故障，工作人员通过查看或由后台参数对比提醒获知。在风机实时状态界面可直观地查看风机的名称、电源状态、运行状态、电压、电流、转速、所在位置、型号、安装时间、厂商等信息，其中电源状态、电压、电流、转速等信息由三相电表、电压互感器、电流互感器、接近传感器采集的数据获得，其他信息通过录入或其他方式采集实现，通过实测转速和风机电机的额定转速数据的对照可获知风机是否出现故障，工作人员通过查看或后台提醒发现异常。通过该种物联网方式的改造，从而有效地方便了建筑防排烟设备设施的管理和维护。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于物联网的建筑防排烟监控系统，其特征在于，包括用于采集的消防风机和消防风阀状态信息的前端采集箱，以及与前端采集箱无线通讯连接的后端监控平台；
所述前端采集箱包括安装在消防风阀叶片轴上的用于采集风阀叶片转动角度的角度传感器，安装在消防风机的传动转轴部位的用于检测风机转速的转速传感器，安置于消防风机供电线路上的电压互感器、电流互感器和三相电表，有线连接所述转速传感器和三相电表并接收其传输的信号的控制处理器，以及与控制处理器连接的供电模块、存储模块和无线传输模块，其中电压互感器和电流互感器通过有线连接接入三相电表，所述无线传输模块与后端监控平台无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的建筑防排烟监控系统，其特征在于，所述转速传感器包括安置于消防风机转轴上的感应贴片，以及贯穿安置于消防风机转轴罩上的并与感应贴片匹配的接近传感器，其中，所述接近传感器向控制处理器传输信号。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的建筑防排烟监控系统，其特征在于，所述控制处理器采用STM16系列或STM32系列单片机。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的建筑防排烟监控系统，其特征在于，所述无线传输模块采用4G模块。
5.根据权利要求1～4任一项所述的基于物联网的建筑防排烟监控系统，其特征在于，所述后端监控平台包括用于接收无线传输模块发送的数据信号的无线接收器，与无线接收器连接的数据服务器，以及与数据服务器连接的为用户提供信息浏览窗口的交互界面。
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