基于NB-IoT智能消火栓系统的“云-管-端”示意图如图11.12所示。
图11.12 云-管-端智能消防系统
第1层是物联感知层，属于系统逻辑架构的底层，用于部署基础硬件设施，包括温度、光线、烟雾传感器、低功耗器件、电源、信号处理电路等。
第2层是网络传输层，负责数据流的传输控制。水压、倾斜、磁力感应等传感器被触发后会按照需求产生一定量的报警数据流。数据流通过基于NB-IoT网络传输到基站之后再连接至因特网或其他外部网络。
第3层是运营商IoT平台，通过该平台运营商对物联消防设备的数据进行数据存储以及加工，并提供接口进行数据推送。
第4层是物联云，提供监控管理、设备检测、接警处理等界面功能。
系统设计时考虑到，消防部门和水务部门的不同的管理和使用需求，可将设备采集数据和报警信息根据需求进行智能分发推送，同时可以共享一个业务平台。这样可以避免重复建设产生不必要的浪费，系统流程说明如图11.13所示。
图11.13 基于NB-IoT的智能消火栓系统流程设计方案(www.xing528.com)
系统方案中几个关键部分包括盗水监控模块、设备倾斜监控模块、平台监控和数据分析模块。
1.消火栓智能阀门盗水量监控
盗水量监控模块是基于霍尔传感器的智能阀门检测单元，采用敏感器件和无电触点设计，实现非接触性测量位移，如图11.14所示。监控阀门灵敏度高，动态响应快，可靠性好，寿命长，抗干扰能力强。安装有霍尔式消火栓阀门的消火栓，在水阀门开关出现人为打开或关闭操作时，均能迅速监测到阀门变化，并将变化情况转化为数字信号，实时上报阀门状态。通过阀门开启和关闭的时间界定，利用时间和流速的计算可实现水量的估算，从而实现盗水的监控。
2.消火栓智能倾斜感应
基于倾角传感器的智能倾斜检测单元，采用国际先进的磁敏感器件，参照大地水平面，利用重力摆结构测量出相对大地水平面的倾斜角度或垂直角度。倾斜检测响应频率快、测量精度重复性高，还有抗冲击、抗振动、使用寿命长、适用温度范围广等多项优点。安装有智能倾斜感应的消火栓，当消火栓发生意外被撞倾斜时，能迅速监测到角度变化，并将变化情况转化为数字信号，实时上报倾斜状态。
3.远程平台实时监控与智能数据分析
数据接收和多元化展示的消火栓设备远程监测平台采用无线方式实现智能消火栓与远程平台之间的通信。在平台端接收消火栓设备状态、报警等信息，实时监测消火栓运行情况，并可根据平台指令修改消火栓相关参数。消火栓设备远程数据通过高级应用整合分析，在平台直观实现实时状态、历史变化、报警分析、事件统计等多种数据信息的可视化展示。
图11.14 智能消火栓检测和报警内容
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