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NB-IoT智能烟感系统

一、概述   

每一次火灾都伴随着家破人亡,每一次的场面都触目惊心。提高消防意识,并合理使用消防设备,才能最大程度减少损失和伤害。烟雾传感器是消防系统的哨兵,可实时检测烟雾,传感器检测到烟雾浓度超标,会发送信息到后台服务器,并启动警铃,广播喇叭等相关设备,服务器会自动推送信息到相关人员及部门,实现消防安全智能化。在实际应用中按照消防要求,烟感器的安装分布密集,不方便走线,并且施工成本高;无法与人(包括业主、保安、消防队等)交互,存在误报风险;耗电量大,维护成本随之变高。

基于NB-IoT智慧烟感的引入解决了传统烟感器布线难、电池使用周期短、维护成本高、无法与业主及消防机构交互等缺点,采用无线通信,即插即用,无需布线,易于安装;功耗低,电池待机时长可达10年以上,无需频繁更换电池,有效降低维护成本。

实时上报火灾状况,多维度、多角色、多状态及时通知火警状态,降低人财物损失;同时可接入大数据平台,帮助政府决策,治理消防隐患。

智慧烟感的引入,帮助运营商开辟了全新的机会点,增加收入的同时也开辟了一整片蓝海;也使得普通住户的业主在小投入的前提下对家庭火灾进行防范,保障了市民的生命财产安全;同时也给政府及相关的消防部门提高火灾防范以有力支撑,避免火灾造成的经济损失和社会危害。

二、系统特点

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NBIOT具有以下优势:

1.海量连接:每区可达10万连接;NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升,这也就意味着,在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。

2.超低功耗:电池寿命长达十年;

低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。在电池技术无法取得突破的前提下,只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。通信设备消耗的能量往往与数据量或速率相关,即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小,设备的调制解调器和功放就可以调到非常小的水平。NB-IoT聚焦小数据量、 小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小,可以保障电池5年以上的使用寿命。

3.深度覆盖:能实现比GSM高20db的覆盖增益;

NB-IoT比LTE提升20dB增益,相当于发射功率提升了100倍,即覆盖能力提升了100倍,就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

4.安全性:继承4G网络安全能力,支持双向鉴权以及空口严格加密,确保用户数据的安全性。

5.稳定可靠:能提供电信级的可靠 性接入,有效支撑 IoT 应用和智慧城市解决方案。

NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级,但是使用单独的180KHz频段,不占用现有网络的语音和数据带宽,保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以智能抄表应用为例,与采用有线PLC抄表数据回收成功率在60%左右相比,NB-IoT可以保证数据成功回收率达99%,可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗,意味着RF设计要求低,小PA就能实现;因为低带宽,就不要复杂的均衡算法。这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关,尺寸越小,成本越低,模块的成本也随之变低。

三、系统组成

NBIOT DTU典型应用方案-智能烟感.jpg

本系统主要有NB-IoT烟感、监控管理软件、消防指挥中心等。

1、NB-IoT烟感

采用工业产品标准,能够满足消防要求,内置NB-IoT终端,主要完成烟雾浓度等数据的采集和处理、控制输出和进行数据通信、报警、接收远程命令、开关等等功能。

2、数据监控中心

监控中心由监控主机、人机接口、相关外设及与无线数据通信网接口等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行询问方式,完成监测、控制、采集、预警等多重任务。

监控系统软件是集烟感的监控、数据采集、数据处理与一体,并依据一定的触发条件实施预警等功能的系统软件。具有数据存储、数据采集、报警处理、报表打印、图形人机界面、系统安全性控制等众多功能。

3、消防指挥中心

消防指挥中心,按照现代化指挥中心方案建设,采用若干大屏幕以及控制台设置,更方便实施监测险情,以及险情出现时及时地遥控指挥,迅速遏制险情继续恶化。

四、安全可靠性

本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬件和软件故障,系统也不能中断运行。

数据中心通过公网使用https接入物联网平台,从认证到数据传送整个过程得到了加密保护,安全性比较高,可充分保障速度和网络服务质量。

五、总结

NB-IoT智能烟感实现了智能化监控,一旦发生火灾,报警系统会通过TTS自动语音立即通知业主、物业和消防安全员,确保及时疏散,减少人员伤亡,避免火灾造成的经济损失和社会危害,并实现公共消防服务的商业化运营。


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