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儲(chǔ)能柜系統(tǒng) 虛擬電廠平臺(tái) 光儲(chǔ)充監(jiān)控平臺(tái) 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維 能量管理系統(tǒng) 校園能源管理平臺(tái) 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) 電池監(jiān)測(cè) 安全用電 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)管理 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 生物制藥 智慧水務(wù) 污水廠 綜合管廊 工廠 數(shù)據(jù)中心 高速公路 醫(yī)院 蓄電池 售電運(yùn)維 運(yùn)維云平臺(tái) 變電所運(yùn)維 銀行智慧用電 能源能耗管理 餐飲油煙監(jiān)測(cè) 能耗系統(tǒng) 電室安裝輔助監(jiān)控方案
淺析基于阿里云技術(shù)的智慧消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
【摘要】該文提出一種基于阿里云的智能消防系統(tǒng)。利用NB-IOT技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),,用戶可以通過(guò)手機(jī)App隨時(shí)隨地監(jiān)控智能終端設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和所處環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),,本系統(tǒng)由煙霧報(bào)警系統(tǒng)、云平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)構(gòu)成,,用戶可以對(duì)遠(yuǎn)端的智能消防設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,,并能及時(shí)的收到遠(yuǎn)程的異常報(bào)警信息,從而可以及時(shí)地對(duì)異常情況
進(jìn)行處理,,降低災(zāi)害所帶來(lái)的損失,。
【關(guān)鍵詞】智能消防;阿里云,;智能終端,;物聯(lián)網(wǎng)
0引言
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)技術(shù)的高速發(fā)展,,特別是近幾年來(lái)人工智能,、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等新技術(shù)的飛速發(fā)展,生活中的各個(gè)領(lǐng)域都進(jìn)入了智慧建設(shè)階段,,其中智慧城市就是其中的一個(gè)重要的建設(shè)方向,,在智慧城市中有智能交通,智慧消防等都是智慧城市建設(shè)范疇,。作為保障人民生命財(cái)產(chǎn)中的重要一環(huán),,智慧消防建設(shè)是智慧城市建設(shè)的重要的一部分。智慧消防有兩個(gè)重要的組成部分,,分別是智能化的終端設(shè)備和云端的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)[1],,基于阿里云的智慧消防系統(tǒng)綜合了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和智能終端的各自的優(yōu)點(diǎn),加上了低功耗的廣域網(wǎng)技術(shù),,充分利用智能技術(shù)、遠(yuǎn)程無(wú)線通信技術(shù)和云計(jì)算技術(shù),,擴(kuò)大了消防管理的廣度與深度,,形成了一個(gè)新型的智慧安防系統(tǒng),可以在火災(zāi)監(jiān)測(cè)、預(yù)警,、滅火救援,、消防設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)等方面發(fā)揮重要作用。
1系統(tǒng)總體架構(gòu)
該系統(tǒng)主要是依托阿里云搭建的一套物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)系統(tǒng),由應(yīng)用層,、網(wǎng)絡(luò)層,、設(shè)備層三層架構(gòu)組成,應(yīng)用層由兩部分構(gòu)成,,客戶端和云平臺(tái)端,,其中客戶端分為PC端的Web和移動(dòng)端 App,云平臺(tái)端包含應(yīng)用服務(wù)器等各種服務(wù)器,。網(wǎng)絡(luò)層由NB-IOT或4G/5G或WIFI等通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,、感知層由智能消防設(shè)備組成,包含有煙霧傳感器和控制系統(tǒng)STM32等,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示,。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1.1 感知層
感知層主要功能為信息的采集,由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)絡(luò)組成,,本系統(tǒng)中主要由包括溫度傳感器,、濕度傳感器和煙霧傳感器等感知終端,采集環(huán)境中的溫度和濕度以及煙霧等信息,,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆破脚_(tái)端,。
1.2 網(wǎng)絡(luò)層
感知層采集到的數(shù)據(jù)要傳輸?shù)皆破脚_(tái)端需要通信技術(shù)的支持。通信技術(shù)可以通過(guò)現(xiàn)有的局域網(wǎng)技術(shù)(如WIFI或有線網(wǎng)線)連接Internet到云平臺(tái)端,,也可以通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)(如:
3G,、4G)遠(yuǎn)程連接到云平臺(tái)端。目前物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中用得比較多的是無(wú)線通信方式,,包括WIFI,、3G、4G,、5G 等方式,。特別的,在低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)中,,目前比較熱門的通信技術(shù)NB-
IOT和LoRa兩種技術(shù),。具體使用哪種技術(shù)根據(jù)實(shí)際情況選擇以滿足應(yīng)用的需要。
1.3 應(yīng)用層
應(yīng)用層由兩部分構(gòu)成,,客戶端和云平臺(tái)端,,其中云平臺(tái)端包含應(yīng)用服務(wù)器等各種服務(wù)器,其中Web應(yīng)用也可以直接創(chuàng)建在云平臺(tái)端,??蛻舳朔譃?PC 端的 Web和移動(dòng)端App,,移動(dòng)終
端應(yīng)支持各種不同操作系統(tǒng)的手機(jī)及平板等各種移動(dòng)設(shè)備,通過(guò)這些移動(dòng)設(shè)備可以直接隨時(shí)查看云平臺(tái)端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),,并實(shí)時(shí)接收一些云平臺(tái)端推送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)消防設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,云平臺(tái)推送的報(bào)警信息,、設(shè)備電量信息等信息及時(shí)地被移動(dòng)端接收到,以實(shí)現(xiàn)各種異常情況的報(bào)警,。同時(shí)移動(dòng)設(shè)備可以查詢歷史數(shù)據(jù),、各種狀態(tài)數(shù)據(jù)分析圖等功能。電腦終端通過(guò)Web瀏覽器與云平臺(tái)交互,除了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端App全部功能外,還具備系統(tǒng)管理和維護(hù)的功能,。
2 阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)介紹
阿里云是阿里巴巴旗下的一款互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,,主要為用戶提供云服務(wù)器、彈性計(jì)算,、云存儲(chǔ),、RDS等服務(wù),為200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的企業(yè),、開發(fā)者和政府機(jī)構(gòu)提供云計(jì)算基礎(chǔ)服務(wù)及解決方案,。其中的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)為設(shè)備提供安全可靠的連接通信能力,向下連接海量設(shè)備,,支撐設(shè)備數(shù)據(jù)采集上云,;向上提供云端API,服務(wù)端通過(guò)調(diào)用云端API將指令下發(fā)至設(shè)備端,,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,。該平臺(tái)為各類IoT場(chǎng)景和行業(yè)開發(fā)者賦能,使開發(fā)者能夠?qū)崿F(xiàn)快速接入,、跨廠商設(shè)備互聯(lián)互通,、調(diào)用第三方智能服務(wù)等,快速搭建穩(wěn)定可靠的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,。
3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
智能消防智能終端的設(shè)計(jì)如圖2所示,,以STM32F103作為主控制器,搭載溫度和濕度傳感器模塊,、煙霧傳感器模塊,、報(bào)警模塊和NB-IOT通信模塊。STM32F103主控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,,負(fù)責(zé)各模塊之間的數(shù)據(jù)通信,,并根據(jù)和各模塊通信情況,并及時(shí)做出異常判斷和處理,。
圖2 智能終端結(jié)構(gòu)圖
煙霧傳感器模塊傳感器用于監(jiān)測(cè)當(dāng)前環(huán)境中的煙霧濃度,,并將監(jiān)測(cè)到的煙霧濃度值傳送到STM32主控制器。溫度和濕度傳感器模塊用于監(jiān)測(cè)當(dāng)前環(huán)境中的溫度和溫度,,也同樣將監(jiān)
測(cè)到的溫度和溫度值傳送到STM32主控制器,。NB-IOT通信模塊是智能終端和云平臺(tái)溝通的橋梁,,它將智能終端設(shè)備采集到的各傳感器的數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái),也將云平臺(tái)下發(fā)的指令傳遞到主控制器,,用于用戶對(duì)智能終端進(jìn)行控制。報(bào)警模塊在接收到主控制器發(fā)送過(guò)來(lái)報(bào)警指令時(shí),,報(bào)警模塊將啟動(dòng)聲光報(bào)警,,以提示用戶出現(xiàn)了異常情況。主控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,,負(fù)責(zé)各模塊之間的數(shù)據(jù)通信,,并根據(jù)和各模塊通信情況,并及時(shí)做出異常判斷和處理,。主控制器在收到各傳感模塊傳送過(guò)來(lái)的值之后將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái),,管理系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,如果煙霧濃度和溫濕度達(dá)到了報(bào)警的閾值則通過(guò)云平臺(tái)下發(fā)報(bào)警指令,,主控制器啟動(dòng)報(bào)警模塊進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警,。NB-IOT 通信模塊與阿里云平臺(tái)通過(guò) MQTT 協(xié)議進(jìn)行通
信。在STM32主控制器中的主要的連接代碼和步驟如下,。
(1):阿里云產(chǎn)品三元素的設(shè)置,。
#define ProductKey "a1Qgy*****K"
#define DeviceName "W*****"
#define DeviceSecret "e8f35b629a918**********f5228b0d"
(2):通過(guò)MQTT協(xié)議以下指令登錄到阿里云服務(wù)器。
lAT+CIMI
lAT+CSQ
lAT+CGATT
lAT+QMTCFG
lAT+QMTOPEN
lAT+QMTCONN
(3):向阿里云服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)
lAT+QSOSEND
3.2 云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
云平臺(tái)端的設(shè)計(jì)主要是有設(shè)備模型的設(shè)計(jì),,設(shè)備的管理,,設(shè)備的監(jiān)控等,包括有Web端和手機(jī)移動(dòng)端,。首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)消防設(shè)備產(chǎn)品模型,。如圖3所示。
圖3 智慧消防產(chǎn)品設(shè)備模型的創(chuàng)建
智慧消防產(chǎn)品創(chuàng)建好之后,,這類型的產(chǎn)品下面就可以創(chuàng)具體的設(shè)備,,與真實(shí)的硬件設(shè)備進(jìn)行映射。設(shè)備的創(chuàng)建如圖4所示,。
圖4 智慧消防設(shè)備的創(chuàng)建
消防設(shè)備創(chuàng)建好之后,,啟動(dòng)智能終端,智能終端會(huì)將采集到的數(shù)據(jù)信息上傳到阿里云平臺(tái),,如圖5所示,。在阿里云平臺(tái)將顯示該設(shè)備為在線狀態(tài),并且會(huì)顯示溫度,,濕度和煙霧濃度信息,。這些信息可以在云平臺(tái)端和本地端進(jìn)行管理,設(shè)置報(bào)警閾值,,一旦達(dá)到報(bào)警的條件,,將通過(guò)發(fā)送短信或電話的方式通知用戶,,同時(shí)向智能終端下發(fā)報(bào)警指令,智能終端的報(bào)警模塊將觸發(fā)聲光報(bào)警,。
圖5 云平臺(tái)數(shù)據(jù)的顯示
3.3 移動(dòng)端的設(shè)計(jì)
移動(dòng)端設(shè)計(jì)為了一個(gè)手機(jī)App軟件,,可實(shí)現(xiàn)掌上在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),歷史數(shù)據(jù)在線查詢,,設(shè)備的綁定和基本的設(shè)備管理等功能,,以確保設(shè)備始終健康運(yùn)行,防患于未“燃”,。
4安科瑞智慧消防平臺(tái)介紹
4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
4.2平臺(tái)主要功能介紹
4.2.1首頁(yè)
用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁(yè),,如圖所示。主要展示的內(nèi)容有:項(xiàng)目概況,、設(shè)備狀態(tài),、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息,、報(bào)警分類,、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬信息等,。其中百度地圖可以選配成BIM建筑模型,,任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。
4.2.2消防子系統(tǒng)
智慧消防管理云平臺(tái)包含了智慧用電子系統(tǒng),、防排煙子系統(tǒng)、消防水子系統(tǒng),、消防設(shè)備電源子系統(tǒng),、防火門子系統(tǒng)、消防設(shè)備管理子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等,。智慧用電子系統(tǒng)可以接入電氣火災(zāi),、孤航電弧、電氣火災(zāi)主機(jī),、滅弧式保護(hù)器探測(cè)器和無(wú)線測(cè)溫探測(cè)器等。點(diǎn)擊智慧用電子系統(tǒng)進(jìn)入智慧用電監(jiān)控頁(yè)面,,點(diǎn)擊菜單顯示整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)信息和該項(xiàng)目下的所有探測(cè)器的信息,,點(diǎn)擊末級(jí)節(jié)點(diǎn)顯示具體探測(cè)器的監(jiān)控頁(yè)面。
消防水子系統(tǒng)可以接入消防栓,、消防水壓、水位傳感器等,,用于實(shí)時(shí)的監(jiān)控消防水管網(wǎng)的壓力,、液位、是否漏水,,以及開蓋等事件,,當(dāng)消防水壓不夠,管網(wǎng)漏水時(shí),,系統(tǒng)也能實(shí)時(shí)地發(fā)出警報(bào),,能讓相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù),,保障消防安全。
防排煙子系統(tǒng)通過(guò)高靈敏的無(wú)線煙感報(bào)警裝置,,實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧,、有害氣體、及氣體滅火信息等數(shù)據(jù)采集,,實(shí)時(shí)秒級(jí)檢測(cè)煙霧,,一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)劇超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)閾值,APP,、短信報(bào)警,、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣,通過(guò)設(shè)備的標(biāo)簽,、地理位置定位,,快速通知業(yè)主、物業(yè)消防單位是哪個(gè)位置的火災(zāi)隱情,。
消防設(shè)備電源子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部件(如消防報(bào)警主機(jī),、樓層顯示器、水泵,、噴淋泵,、電梯等)的電源工作狀態(tài),確保消防設(shè)備供電正常,,并對(duì)各個(gè)部件電源產(chǎn)生的過(guò)壓,、欠壓、過(guò)流,、短路,、斷路等故障報(bào)警提示??砷L(zhǎng)期記錄電壓電流運(yùn)行參數(shù),,自動(dòng)對(duì)消防電源一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析,,對(duì)可能產(chǎn)出問(wèn)題的隱患進(jìn)行警示。
防火門子系統(tǒng)通過(guò)與門禁報(bào)警,、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián),,實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道、安全出口,、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況,,實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉,、不上鎖狀態(tài)及保障火警救援是消防生命通道的暢通等,,保障安全的生活、工作環(huán)境,。
應(yīng)急照明與疏散指示子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制,,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),可準(zhǔn)確的給出安全的疏散路徑指示,,智能打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈,,幫助建筑內(nèi)的人群選擇逃生疏散路線,指引安全逃生方向,。
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)部門收到感應(yīng)端各子系統(tǒng)報(bào)警信息后,,可調(diào)出報(bào)警位置關(guān)聯(lián)的監(jiān)控?cái)z像頭圖像,查看報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn),。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng),、消防水子系統(tǒng)、電氣火災(zāi)子系統(tǒng),、防排煙子系統(tǒng),、消防設(shè)備電源子系統(tǒng)、防火門子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,,實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)的聯(lián)動(dòng),。
消防設(shè)備管理子系統(tǒng)能夠?qū)⒚總€(gè)建筑、項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的所有消防設(shè)備和資產(chǎn)納入管理,,對(duì)一些消防栓,、滅火器、噴淋和消防大隊(duì)地址等著重標(biāo)注,,日常的巡檢和維護(hù)都需要納入計(jì)劃,,在緊急情況下,會(huì)聯(lián)動(dòng)GIS調(diào)度子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度,。
4.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢,、隱患派發(fā)、隱患處理和隱患分析四個(gè)模塊??梢圆榭吹卿浻脩粝碌乃许?xiàng)目的隱患信息,,并進(jìn)行派發(fā)和處理操作,且對(duì)所有隱患進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,。
4.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況,、能耗同比、能耗環(huán)比,、能耗報(bào)表和能耗預(yù)測(cè)等五個(gè)模塊,。可以查看登錄用戶下的所有項(xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì),、同環(huán)比和報(bào)表,,且按日、周,、月等維度進(jìn)行能耗預(yù)測(cè)分析,。
4.2.5手機(jī)APP
APP支持Android、iOS操作系統(tǒng),,方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙,、消防水,、消防設(shè)備電源、防火門,、消防設(shè)備管理,、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),、報(bào)警信息,、能耗統(tǒng)計(jì)等。
4.3推薦配置
4.3.1平臺(tái)服務(wù)器:建議按照我方推薦配置購(gòu)買,,或者客戶自己租用阿里云資源,。
推薦硬件配置清單:(如申請(qǐng)阿里云可忽略)
4.3.2系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單:
注:以下配置為針對(duì)1個(gè)回路選型,其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大
4.4產(chǎn)品介紹
電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳,、4G上傳,、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)上傳,單表流量說(shuō)明:
上傳間隔一分鐘,,小于30M/月,;
上傳間隔二分鐘,小于15M/月,;
上傳間隔五分鐘,,小于10M/月
5結(jié)語(yǔ)
本文利用阿里的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)智能消防產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)控,。智能感知終端通過(guò)傳感器采集用戶環(huán)境的數(shù)據(jù),,通過(guò)NB-IOT通信模塊將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到阿里云平臺(tái),,
當(dāng)云平臺(tái)分析到這些采集到的數(shù)據(jù)異常時(shí),向主控制器下發(fā)報(bào)警指令觸發(fā)報(bào)警,,并向用戶發(fā)送報(bào)警信息或,,使得用戶能遠(yuǎn)程獲取異常報(bào)警情況,通過(guò)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控及時(shí)處理異常信息,,從而降低災(zāi)害所帶來(lái)的損失,。
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