CN112584340A - 一种智慧消防远程监管系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智慧消防远程监管系统，其包括，物联网终端传输设备、交换模块、大数据服务与分析中心、管理云平台及用户终端,所述物联网传输设备由多种传感器组成，用于感知环境信息；所述管理云平台与所述交换模块通信连接，以负责所述物联终端传输设备的信息配置；所述管理云平台与所述物联网终端传输设备通信连接，以接收所述物联网传输设备感知的所述环境信息。本发明提供的智慧消防远程监管系统可简化整个无线网络，降低了网络部署的难度，同时网络系统故障几率大大降低。

Description

一种智慧消防远程监管系统
技术领域
本发明涉及智慧消防领域，尤其涉及一种智慧消防远程监管系统。
背景技术
智慧消防是一种先进的解决方案，与传统消防相比，注重打通各系统间的信息孤岛、提升感知预警能力和应急指挥能力。通过更早发现、更快处理，将火灾风险和影响降到最低。真正意义上的智慧消防绝不仅仅是消防设备数据联网到平台，而是通过运用物联网、云计算、AI、区块链等高新技术，实现环境感知、行为管理、流程把控、智能研判、科学指挥等目标。“智慧消防”是利用物联网、人工智能、虚拟现实、移动互联网等最新技术，配合大数据云计算平台、火警智能研判等专业应用，实现城市消防的智能化，提高信息传递的效率、保障消防设施的完好率、改善执法及管理效果、增强救援能力、降低火灾发生及损失。
目前，市场上的智慧消防系统主要通过两种网络架构方式，一种利用蜂窝的GPRS或者4G/5G等流量通道，直接将数据传输到服务器上；另一种采用Wifi、Zigbee、蓝牙等短距离无线通信技术，利用短距离无线网络将各种传感器信息汇聚到网关节点，将相关数据发送到服务器上。
然而，在复杂的实施环境内部署无线系统，信号受到环境影响较大，若采用蜂窝的GPRS或4G/5G等流量通道，对于偏远或者郊区等没有电信基站覆盖的来说并不合适，产生过高的耗损及资费；而采用Zigbee、蓝牙等短距离通信技术，需要通过多个无线信号中继设备来延长通信距离，使得整个无线网络变得更复杂，增加了网络部署的难度，同时网络系统故障几率大大提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种智慧消防远程监管系统解决现有信号受到环境影响较大或部署难度高的问题。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种智慧消防远程监管系统，其包括：物联网终端传输设备、交换模块、大数据服务与分析中心、管理云平台及用户终端,所述物联网传输设备由多种传感器组成，用于感知环境信息；所述交换模块与所述物联网终端传输设备通信连接，以负责所述物联终端传输设备的信息配置；所述管理云平台与所述交换模块通信连接，以接收所述物联网传输设备感知的所述环境信息；所述大数据服务与分析中心与所述管理云平台通信连接，以根据所述环境信息进行数据的清洗与分析，完成数据的交换与分发；所述用户终端与所述管理云平台通信连接，以通过所述用户终端进行查看及操作；通信连接采用传输协议实现，包括LoRa及NB-IoT，其中当在运营商NB-IoT基站的信号能够覆盖的地区，通过NB-IoT协议，实现数据传输，而当运营商NB-IoT基站的信号无法覆盖时，使用LoRa技术进行组网。
进一步，所述物联网终端传输设备包括用户信息传输装置、烟雾报警器、可燃气体报警器、电气火灾报警器、水压报警器、水位报警器及防火门磁报警器；所述用户信息传输装置分别与所述烟雾报警器、所述可燃气体报警器、所述电气火灾报警器、所述水压报警器、所述水位报警器及所述防火门磁报警器通信连接，并与所述交换模块及所述管理云平台通信连接。
进一步，当能接收到运营商NB-IoT基站的信号时，采用NB-IoT烟感设备，在设备底座内置NB-IoT无线模块，该NB-IoT无线模块可直接将数据发送到运营商NB-IoT基站，再通过运营商网络上传到所述管理云平台。
进一步，所述用户信息传输装置与所述管理云平台之间的通信方式包括控制命令、信息上传和信息查询等，均采用发送/确认或请求/应答模式进行通信。
进一步，所述信息上传指所述烟雾报警器、所述可燃气体报警器、所述电气火灾报警器、所述水压报警器、所述水位报警器及所述防火门磁报警器感知到的环境信息及设备自身运行的信息传输至所述管理云平台。
进一步，所述管理云平台向所述用户信息传输装置发送控制命令时，所述用户信息传输装置对接收到的命令信息进行校验，在校验正确的情况下，所述用户信息传输装置执行所述管理云平台的控制命令，并向所述管理云平台发送确认命令；在校验错误的情况下，所述用户信息传输装置舍弃所接收数据并发出否认回答。
进一步，所述管理云平台接收到所述用户信息传输装置的确认命令后完成本次控制命令传输；所述管理云平台在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
进一步，当发生火灾报警或运行状态改变时，所述用户信息传输装置主动向所述管理云平台上传信息，所述管理云平台对接收到的信息进行校验，在校验正确的情况下，所述管理云平台对接收的信息进行相应处理，并向所述用户信息传输装置发送确认命令；在校验错误的情况下，所述管理云平台舍弃所接收数据并发出否认回答。
进一步，所述用户信息传输装置接收到所述管理云平台的确认命令后完成本次信息的传输；所述用户信息传输装置在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
进一步，所述管理云平台向所述用户信息传输装置发送请求查询命令时，所述用户信息传输装置对接收到的信息进行校验，在校验正确的情况下，所述用户信息传输装置根据请求内容进行应答；在校验错误的情况下，所述用户信息传输装置舍弃所接收的数据并发出否认回答；所述管理云平台在接收到正确的应答信息后完成本次信息查询操作；在预定时间内未接收到应答信息、应答信息错误或接收到否认回答后，启动重发机制。
与现有技术相比，本发明所提供的智慧消防远程监管系统具有以下有益效果：
通过使用多种传输协议相互配合，以使得在复杂的实施环境、偏远或者郊区内部署无线系统时，简化整个无线网络，降低了网络部署的难度，同时网络系统故障几率大大降低。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种智慧消防远程监管系统的模块示意图；
图2为智慧消防远程监管系统的通信原理示意图；
图3为智慧消防远程监管系统的交互原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-3，本发明提供的一种智慧消防远程监管系统，其包物联网终端传输设备10、交换模块20、大数据服务与分析中心30、管理云平台40及用户终端50，其中，物联网终端传输设备10由多种传感器组成，用于感知环境信息，如烟雾、可燃气体等。交换模块20与物联网终端传输设备10通信连接，以接收物联网终端传输设备10感知的环境信息，且交换模块20还与管理云平台40通信连接，以将从物联网终端传输设备10感知到的环境信息传输至管理云平台40上。大数据服务与分析中心30与管理云平台40通信连接，管理云平台40将物联网终端传输设备10感知的环境信息传输至大数据服务与分析中心30，大数据服务与分析中心30根据接收到的环境信息进行数据信息的清洗与分析，完成数据的交换，即判断数据是否异常，管理云平台40负责信息功能的展示，包括全景概览、设备管理、事件处理、设备预警、报警管理、维保管理功能等。用户终端50与管理云平台40通信连接，用户可通过用户终端50进行查看及操作。
可以理解，传输协议包括LoRa协议、NB-IoT协议、Wi-Fi协议、蓝牙协议、ZigBee协议、4G/5G协议。
具体的，物联网终端传输设备10包括用户信息传输装置11、烟雾报警器12、可燃气体报警器13、电气火灾报警器14、水压报警器15、水位报警器16及防火门磁报警器17，其中,用户信息传输装置11分别与烟雾报警器12、可燃气体报警器13、电气火灾报警器14、水压报警器15、水位报警器16及防火门磁报警器17通信连接，并与交换模块20及管理云平台40通信连接，即，烟雾报警器12、可燃气体报警器13、电气火灾报警器14、水压报警器15、水位报警器16及防火门磁报警器17通过用户信息传输装置11与交换模块20实现通信连接及管理云平台40。烟雾报警器12用于检测空气中的烟雾浓度，可燃气体报警器13用于检测空气中可燃气体的浓度，电气火灾报警器14用于检测电气火灾，水压报警器15用于检测水箱内的水压，水位报警器16用于检测水箱内的水位，防火门磁报警器17用于检测防火门的开启或关闭。
交换模块20负责物联终端传输设备10的信息配置，根据管理云平台40反馈的信息配置数据，给物联网终端传输设备10的各个设备配置警报值。
可以理解，警报值即为各个设备的发出警报的数值，如烟雾报警器12检测到的烟雾浓度、可燃气体报警器13检测到的可燃气体浓度、电气火灾报警器14检测到的电气火灾、水压报警器15检测到的水压、水位报警器16检测到的水位及防火门磁报警器17检测到的防火门的打开或关闭。
在复杂环境中，单独通过一种协议实现的信号连接，很难实现高效率的通信，在本实施例中，通过LoRa和NB-IoT组合使用实现在复杂环境中信号传输。NB-IoT上行载波带宽为3.75/15KHz，相比现有2G/3G/4G上行200KHz的PRB，PSD增益约为11dB：log((200mW/15KHz)/(200mW/180KHz))＝10.7dB。即NB-IoT单位带宽所携带的能量比2G/3G/4G更高，因此同等情况下信号衰减弱，可覆盖更远距离，因此当在运营商NB-IoT基站的信号能够覆盖的地区，通过NB-IoT协议，实现数据传输。
优选的，当能接收到运营商NB-IoT基站的信号时，采用NB-IoT烟感设备，在设备底座内置NB-IoT无线模块，该模块可直接将数据发送到运营商NB-IoT基站，再通过运营商网络上传到管理云平台40。
LoRa协议采用低频信号传输方式，具有传输距离远、穿透力强的特点。当在地下室、地下停车场或者密闭空间里，运营商NB-IoT基站的信号无法覆盖时，使用LoRa技术进行组网。
进一步的，用户信息传输装置11与管理云平台40之间的通信方式主要包括控制命令、信息上传和信息查询等，均采用发送/确认或请求/应答模式进行通信。
进一步的，信息上传指将烟雾报警器12、可燃气体报警器13、电气火灾报警器14、水压报警器15、水位报警器16及防火门磁报警器17感知到的环境信息及设备自身运行的信息传输至管理云平台40。
可以理解，设备自身运行的信息包括设备运行状态等信息，如设备工作是否异常。
进一步的，管理云平台40向用户信息传输装置11发送控制命令时，用户信息传输装置11对接收到的命令信息进行校验。在校验正确的情况下，用户信息传输装置11执行管理云平台40的控制命令，并向管理云平台40发送确认命令；在校验错误的情况下，用户信息传输装置11舍弃所接收数据并发出否认回答。
进一步的，管理云平台40接收到用户信息传输装置11的确认命令后完成本次控制命令传输；管理云平台40在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
可以理解，预定时间可以人为设置。
进一步的，当发生火灾报警或运行状态改变时，用户信息传输装置11主动向管理云平台40上传信息，管理云平台40对接收到的信息进行校验。在校验正确的情况下，管理云平台40对接收的信息进行相应处理，并向用户信息传输装置11发送确认命令；在校验错误的情况下，管理云平台40舍弃所接收数据并发出否认回答。
进一步的，用户信息传输装置11接收到管理云平台40的确认命令后完成本次信息的传输；用户信息传输装置11在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
进一步的，管理云平台40向用户信息传输装置11发送请求查询命令，用户信息传输装置11对接收到的信息进行校验。在校验正确的情况下，用户信息传输装置11根据请求内容进行应答；在校验错误的情况下，用户信息传输装置11舍弃所接收的数据并发出否认回答。
进一步的，管理云平台40在接收到正确的应答信息后完成本次信息查询操作；在预定时间内未接收到应答信息、应答信息错误或接收到否认回答后，启动重发机制。
本发明的工作原理为：通过LoRa和NB-IoT组合使用实现在复杂环境中信号传输。
NB-IoT上行载波带宽为3.75/15KHz，相比现有2G/3G/4G上行200KHzd的PRB，PSD增益约为11dB：log((200mW/15KHz)/(200mW/180KHz))＝10.7dB。即NB-IoT单位带宽所携带的能量比2G/3G/4G更高，因此同等情况下信号衰减弱，可覆盖更远距离，因此当在运营商NB-IoT基站的信号能够覆盖的地区，通过NB-IoT协议，实现数据传输。LoRa协议采用低频信号传输方式，具有传输距离远、穿透力强的特点。当在地下室、地下停车场或者密闭空间里，运营商NB-IoT基站的信号无法覆盖时，使用LoRa技术进行组网。
与现有技术相比，本发明所提供的智慧消防远程监管系统具有以下有益效果：
通过使用多种传输协议相互配合，以使得在复杂的实施环境、偏远或者郊区内部署无线系统时，简化整个无线网络，降低了网络部署的难度，同时网络系统故障几率大大降低。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智慧消防远程监管系统，其特征在于，包括：
物联网终端传输设备、交换模块、大数据服务与分析中心、管理云平台及用户终端,所述物联网传输设备由多种传感器组成，用于感知环境信息；
所述交换模块与所述物联网终端传输设备通信连接，以负责所述物联终端传输设备的信息配置；
所述管理云平台与所述交换模块通信连接，以接收所述物联网传输设备感知的环境信息；
所述大数据服务与分析中心与所述管理云平台通信连接，以根据所述环境信息进行数据的清洗与分析，完成数据的交换与分发；
所述用户终端与所述管理云平台通信连接，以通过所述用户终端进行查看及操作；
通信连接采用标准传输协议，包括LoRa及NB-IoT，其中当在运营商NB-IoT基站的信号能够覆盖的地区，通过NB-IoT协议，实现数据传输，而当运营商NB-IoT基站的信号无法覆盖时，使用LoRa技术进行组网。
2.如权利要求1所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述物联网终端传输设备包括用户信息传输装置、烟雾报警器、可燃气体报警器、电气火灾报警器、水压报警器、水位报警器及防火门磁报警器；所述用户信息传输装置分别与所述烟雾报警器、所述可燃气体报警器、所述电气火灾报警器、所述水压报警器、所述水位报警器及所述防火门磁报警器通信连接，并与所述交换模块及所述管理云平台通信连接。
3.如权利要求1所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
当能接收到运营商NB-IoT基站的信号时，采用NB-IoT烟感设备，在设备底座内置NB-IoT无线模块，该NB-IoT无线模块可直接将数据发送到运营商NB-IoT基站，再通过运营商网络上传到所述管理云平台。
4.如权利要求1所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述用户信息传输装置与所述管理云平台之间的通信方式包括控制命令、信息上传和信息查询等，均采用发送/确认或请求/应答模式进行通信。
5.如权利要求4所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述信息上传指所述烟雾报警器、所述可燃气体报警器、所述电气火灾报警器、所述水压报警器、所述水位报警器及所述防火门磁报警器感知到的环境信息及设备自身运行的信息传输至所述管理云平台。
6.如权利要求4所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述管理云平台向所述用户信息传输装置发送控制命令时，所述用户信息传输装置对接收到的命令信息进行校验，在校验正确的情况下，所述用户信息传输装置执行所述管理云平台的控制命令，并向所述管理云平台发送确认命令；在校验错误的情况下，所述用户信息传输装置舍弃所接收数据并发出否认回答。
7.如权利要求6所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述管理云平台接收到所述用户信息传输装置的确认命令后完成本次控制命令传输；所述管理云平台在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
8.如权利要求4所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
当发生火灾报警或运行状态改变时，所述用户信息传输装置主动向所述管理云平台上传信息，所述管理云平台对接收到的信息进行校验，在校验正确的情况下，所述管理云平台对接收的信息进行相应处理，并向所述用户信息传输装置发送确认命令；在校验错误的情况下，所述管理云平台舍弃所接收数据并发出否认回答。
9.如权利要求8所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述用户信息传输装置接收到所述管理云平台的确认命令后完成本次信息的传输；所述用户信息传输装置在预定时间内未收到确认命令或收到否认回答后，启动重发机制。
10.如权利要求4所述的一种智慧消防远程监管系统，其特征在于：
所述管理云平台向所述用户信息传输装置发送请求查询命令时，所述用户信息传输装置对接收到的信息进行校验，在校验正确的情况下，所述用户信息传输装置根据请求内容进行应答；在校验错误的情况下，所述用户信息传输装置舍弃所接收的数据并发出否认回答；
所述管理云平台在接收到正确的应答信息后完成本次信息查询操作；在预定时间内未接收到应答信息、应答信息错误或接收到否认回答后，启动重发机制。
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