1、編號 V1.1檔號HXJC20151008密級 非公開保 管 期 限1 年階 段 標 記 O城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)解決方案V1.1BEIJING HEXINJIACHEN INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.北京合鑫佳晨信息科技有限公司2015-10-8部 門技術(shù)部編 寫校 對審 核目錄一、方案簡述 .3二、方案設計依據(jù)及適用對象 .42.1方案設計依據(jù) .42.2應用對象 .42.3應用方式 .62.4與以往傳統(tǒng)人工檢測的優(yōu)勢對比 .6三、城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)設計 .73.1系統(tǒng)組成 .73.2系統(tǒng)硬件設計 .93.2.1硬件功能介紹 .93.2.2硬件功能特性

2、.103.2.3技術(shù)參數(shù).113.2.4安裝接口示意圖 .123.3系統(tǒng)軟件設計 .133.3.1上位軟件平臺 .133.3.2數(shù)據(jù)通訊服務接口 .153.3.3系統(tǒng)軟件界面實現(xiàn) .16四、推薦使用力度 .17一、方案簡述近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會的方方面面都得到了廣泛的應用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳統(tǒng)的物理設施與高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)絡進行聯(lián)網(wǎng)，使一些傳統(tǒng)的工作方式發(fā)生了質(zhì)的改變，同時為后期的智慧城市建設提供了堅實的硬件基礎(chǔ)，本方案設計并實現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市智能消防栓監(jiān)控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，管理者通過統(tǒng)一的管理界面就可以對整個區(qū)域內(nèi)分布的消防栓進行檢查。這一過程完全實現(xiàn)了實時性與智能化，對于提高消

3、防系統(tǒng)的行動效率，消除城市安全隱患具有重大現(xiàn)實意義。城市的智能消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)對于城市的基礎(chǔ)設備升級，提高消防栓管理及維護有著重要的現(xiàn)實意義，現(xiàn)有的消防栓主要供消防車從市政給水管網(wǎng)或室外消防給水管網(wǎng)取水實施滅火，也可以直接連接水帶、水槍出水滅火。在消防隊裝備的消防車中，因自身運載水量有限，在滅火時往往需要尋找水源。這時，消防栓就發(fā)揮出巨大的供水功能。然而現(xiàn)實生活中，由于一些單位和個人消防安全意識淡薄，消防栓被損壞的情況非常普遍，同時有些單位為了節(jié)省用水成本直接把水管接在消防栓上進行取水操作，不僅對消防水源產(chǎn)生影響，甚至會對消防管網(wǎng)壓力造成降壓。一旦發(fā)生火災，這些消防栓將無法發(fā)揮其應有的作用，

4、對人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅。同時消防管網(wǎng)和自來水管網(wǎng)不同，消防管網(wǎng)的使用常常存在著不確定性，管網(wǎng)的壓力平穩(wěn)對于消防管網(wǎng)來說至關(guān)重要。二、方案設計依據(jù)及適用對象2.1 方案設計依據(jù)隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)基本建設規(guī)模逐年加大，特別是城市，高層建筑不斷增多，消防系統(tǒng)也是保障樓宇安全的一個重要系統(tǒng)，而作為消防系統(tǒng)中的重要組成部分消防栓，是保障消防安全的一個重要滅火設備。隨著消防栓的長期擱置，特別是對于一些舊的樓宇，消防栓在長期使用時主要有兩方面問題：一是消防栓被破壞，二是水壓不夠，影響消防栓的滅火效果，導致火情得不到有效的控制。目前樓宇內(nèi)監(jiān)控設施不斷完善，消防檢查也逐漸正規(guī)化，但人工巡

5、檢不能監(jiān)測管道內(nèi)部壓力，對于消防栓最根本的內(nèi)在隱患也缺乏有效的實時監(jiān)測，不能保證消防栓處于有效的狀態(tài)，從而錯過了滅火的最佳時機，國內(nèi)由于消防管網(wǎng)壓力不足或者壓力過大造成的救災不及時和消防管網(wǎng)爆管的情況每天都在發(fā)生。隨著樓宇層數(shù)的不斷增高，如何保證樓宇內(nèi)消防管道壓力能滿足正常的滅火要求則需要一套監(jiān)測系統(tǒng)進行實時的檢測。2.2 應用對象1. 測量消防栓栓口靜水壓和出水壓，現(xiàn)行國家規(guī)范中室內(nèi)消防栓栓口的靜水壓力不應大于 0.8MPa；消防栓栓口的出水壓力不應大于 0.5MPa。此外在高層民用建筑設計防火規(guī)范 GB50045-95中還對高層建筑最不利點消防栓的靜水壓做了如下規(guī)定：建筑高度不超過 100

6、 米時，高層建筑最不利點消防栓靜壓不應低于0.07MPa。建筑高度超過 100 米時，高層最不利點消防栓靜水水壓不應低于 0.15MPa?？赏ㄟ^安裝合鑫佳晨的數(shù)據(jù)通訊設備產(chǎn)品實現(xiàn)對這些消防栓栓口進行實時的監(jiān)控。2. 校核水槍充實水柱，對于建筑物內(nèi)的消防栓水槍的充實水柱，一般不應小于 7 米，但甲、乙類廠房，超過六層的民用建筑，超過四層的廠房及庫房內(nèi)充實水柱不應小于 10 米；高層工業(yè)建筑，消防水槍補水充實水柱不應小于 13 米。對于高層民用建筑，建筑高度不超過 100 米的高層建筑，消防水槍充實水柱不應小于 10 米，建筑高層超過 100 米的高層建筑，充實水柱不應小于 13 米。3. 通過城

7、市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對樓宇消防栓的壓力監(jiān)測及分析，遠程通訊設備記錄的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)缴衔幌到y(tǒng)內(nèi)，避免人為造假，并方便數(shù)據(jù)消防隊統(tǒng)一存檔；4. 系統(tǒng)可實時監(jiān)測消防管網(wǎng)的壓力動態(tài)，壓力超高或者超低都會產(chǎn)生報警信息及時通知消防監(jiān)測中心，方便排查管網(wǎng)問題；5. 通過對消防栓安置點的地理信息定位，在發(fā)生火情時可直接通過監(jiān)測中心發(fā)現(xiàn)離火災現(xiàn)場最近的消防栓位置，減少救災時間；6. 城市消除栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)可對監(jiān)測的壓力進行實時分析，可通過管網(wǎng)壓力的變化發(fā)現(xiàn)消防管網(wǎng)的爆管及擅自使用消防水源的情況，及時發(fā)現(xiàn)及時處罰；7. 可替換目前消防管網(wǎng)未端試水裝置的機械儀表，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)傳輸和無人值守，發(fā)現(xiàn)壓力問題時監(jiān)測

8、中心第一時間發(fā)覺；8. 可通過攜帶合鑫佳晨數(shù)據(jù)通訊設備實現(xiàn)對所有消防管網(wǎng)未端壓力進行定期安裝巡檢，巡檢數(shù)據(jù)以無線方式傳輸?shù)奖O(jiān)測中心系統(tǒng)，進行統(tǒng)一存檔和分析；2.3 應用方式1. 動態(tài)巡檢和消防設備管理一體化平臺2. 末端和最不利點的實時壓力監(jiān)控確保管道壓力正常，可隨時應對突發(fā)狀況的使用2.4 與以往傳統(tǒng)人工檢測的優(yōu)勢對比1. 傳統(tǒng)方式人工誤差大2. 監(jiān)測數(shù)據(jù)可人為更改3. 無法達到實時監(jiān)控，時效性差三、城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)設計3.1 系統(tǒng)組成城市智能消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)由兩部分組成，一部分為上位監(jiān)控平臺，另一部分為下位的壓力采集設備，該系統(tǒng)采用服務器終端模式進行設計。上位監(jiān)控平臺為用戶提供了一

9、個友好的數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計界面，在實時監(jiān)測壓力達不到某種程度時，系統(tǒng)會自動通過上位監(jiān)控平臺進行報警。報警產(chǎn)生后由現(xiàn)場維護人員進行相關(guān)的故障排查。下位數(shù)據(jù)采集硬件則負責采集消防栓壓力信息，并對壓力信息進行定時上傳。圖1 消防栓壓力監(jiān)控平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的組成如圖1所示，上位應用平臺位于整個系統(tǒng)的最上層，主要負責對現(xiàn)場消防栓監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理?，F(xiàn)場消防栓監(jiān)測設備主要負責消防栓壓力數(shù)據(jù)的采集，把采集到的壓力數(shù)據(jù)集中壓縮打包，利用GPRS網(wǎng)絡通過互聯(lián)網(wǎng)等途徑完成數(shù)據(jù)的傳輸。 通信方式靈活：無線 WIFI 局域網(wǎng)、GPRS/3G/4G 通過網(wǎng)絡可選； 完美的兼容性：系統(tǒng)兼容本公司的數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品的同時，系統(tǒng)可根

10、據(jù)用戶需要開發(fā)任意一方的數(shù)據(jù)通訊接口，保證數(shù)據(jù)的無障礙傳輸； 豐富的管理功能：系統(tǒng)管理功能可以幫助用戶增加多個操作用戶，并為每個用戶分配獨有的操作權(quán)限，以免因為用戶誤操作導致的不必要損失； 多功能布暑方式：系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)開發(fā)，用戶既可以單獨布暑在一臺電腦上作為單機系統(tǒng)使用，也可以布暑在服務器上供有網(wǎng)絡條件的多用戶同時使用； 有效的數(shù)據(jù)管理：系統(tǒng)使用目前市場比較流行的 MYSQL 數(shù)據(jù)庫，保證用戶的每次檢測都有完整的記錄，以供后期的查詢、導出、保存； 數(shù)據(jù)的智能分析：軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、分析完成智能化，用戶只需要四步的參數(shù)選擇操作便可以得出本次檢測報告。整個數(shù)據(jù)分析過程完全按照國家標

11、準實施； 簡單易用的操作界面：系統(tǒng)操作界面設計完全以用戶的操作舒服度為標準，實現(xiàn)系統(tǒng)操作流程、數(shù)據(jù)查看方式圖形化顯示，使關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)一目了然；3.2 系統(tǒng)硬件設計3.2.1 硬件功能介紹系統(tǒng)的硬件設計主要集中于智能消防栓終端上的硬件設計。包括通信模塊，采集模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊?；跓o線通訊網(wǎng)絡的通信處理模塊的實現(xiàn)通信處理模塊采用GPRS模塊作為具體的實現(xiàn)方案。GPRS模塊可以通用無線通訊網(wǎng)絡來完成移動數(shù)據(jù)的傳輸服務。利用該模塊的無線功能，可以不必再另行鋪設網(wǎng)絡，直接將數(shù)據(jù)終端與互聯(lián)網(wǎng)融合起來。主控單片機通過串口與GPRS模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。采用RTU(數(shù)據(jù)傳輸單元)方式的與互聯(lián)網(wǎng)鏈接，將采集到的數(shù)

12、據(jù)發(fā)送到服務器平臺。消防栓信息采集模塊的實現(xiàn)對于消防栓而言，其閥門的壓力狀態(tài)關(guān)系到出水量的大小，是最核心的數(shù)據(jù)之一。數(shù)據(jù)采集單元將消防栓壓力傳感器的輸出信息通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，成為數(shù)字量，傳輸?shù)椒掌?。從而實現(xiàn)消防栓壓力實時信息的采集。智能消防栓終端的外形結(jié)構(gòu)設計智能消防栓終端必須在原有標準消防栓的基礎(chǔ)上進行設計，使之可以完全匹配原有的消防栓，并且由于增加了電子元器件，必須在外形結(jié)構(gòu)上作到防水，堅固。同時還要兼顧無線信號的傳輸效果，將通信模塊的天線進行優(yōu)化布置。3.2.2 硬件功能特性圖 2 合鑫佳晨數(shù)據(jù)通訊設備實物圖 可用于固定式安裝長期對監(jiān)控點進行監(jiān)控，也可階段監(jiān)控用于巡檢。 本安型防爆，可用

13、于燃氣、石油等易燃易爆場所。 防護等級為 IP68，可在戶外或管道井等潮濕惡劣的環(huán)境中正常工作。 外殼采用 PC 防彈膠，搞沖擊能力強，即使到碰撞或不慎摔地，也不會影響其正常使用。 大容量的存儲芯片、可存儲長達 100 天的數(shù)據(jù)。 無需提供外接電源，自備電池供電正常使用可工作 1 年。 信息強弱探測，自我強化信號增益。 數(shù)傳終端結(jié)構(gòu)采用模塊化設計，模塊化設計使產(chǎn)品整體可靠性更高，運算速度大大提高； 有效的監(jiān)控消防栓的水壓情況，從根本上保障了消防栓的可用性； 通過無線網(wǎng)技術(shù)使消防栓數(shù)據(jù)可以實時發(fā)送到遠程控制服務器，避免了布線施工消耗的成本，使實時監(jiān)測變得簡單易行； 解決了通過人工巡檢和攝像頭不能

14、監(jiān)測管道內(nèi)部壓力的問題； 設備可接開關(guān)量信息，可實時采集消防泵的開關(guān)量進行實時上傳； 可內(nèi)置繼電器控制單元，在緊急狀態(tài)下可實現(xiàn)對相關(guān)設備的開關(guān)控制；3.2.3 技術(shù)參數(shù)序號分類性能名稱性能指標備注1無線傳輸網(wǎng)絡無線 GPRS 網(wǎng)絡2數(shù)據(jù)尋址方式固定 IP 及端口號3數(shù)據(jù)傳輸方式TCP/IP Internet4無線傳輸頻率GSM/GPRS，4 頻850/900/1800/1900MHz6功能數(shù)采工作模式周期工作模式7數(shù)采周期設置范圍最小 10 秒8數(shù)傳周期設置范圍最小 60 秒9報警響應方式響應延遲：1min10上傳電量具備電量監(jiān)測功能，報警輸出11接口數(shù)字量采集接口RS-485可接震動傳感器1

15、2模擬量采集接口4-20mA與壓力傳感器連接13開關(guān)量接入有可采集水泵開啟狀態(tài)14本地數(shù)據(jù)讀取接口有15SIM 卡座抽屜式卡座16天線接口7dBi/50/SMA 陰頭17 內(nèi)部壓力測量接口 入口范圍 03psi 到 0500psi可選精度：0.5%18電源電源供給3.7V 鋰電池(一次性)/市電可用三年19通信電流350mA20休眠電流3.2mA21物理環(huán)境適應性溫度：-25+70濕度：5%95%RH，非冷凝22防護標準IP6823 外型尺寸24重量0.5 3.2.4 安裝接口示意圖圖3 室內(nèi)消防栓測壓轉(zhuǎn)換接口圖4 室外消防栓測壓轉(zhuǎn)換接口圖5 設備安裝示意圖3.3 系統(tǒng)軟件設計3.3.1 上位

16、軟件平臺城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)上位管理平臺是借助合鑫佳晨公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)遠程通訊設備，利用JAVA語言開發(fā)基于B/S架構(gòu)運行的數(shù)據(jù)顯示與分析系統(tǒng)，其主要用途是對數(shù)據(jù)遠程通訊設備進行遠程管理和控制。同時系統(tǒng)也可以根據(jù)要求接入其它基于TCP/IP通信的數(shù)據(jù)采集設備。通過系統(tǒng)的上位分析功能，可以把數(shù)據(jù)以多種方式呈現(xiàn)給客戶，并且分析結(jié)果可以直觀的以報表形式進行導出操作。系統(tǒng)上位的報警管理功能可以把消防栓的各項報警信息及時的以短信形式通知相關(guān)人員。為了達到系統(tǒng)的便捷性，城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)實際需要增加了對移動終端設備的支持，用戶可通過智能手機或者PAD實現(xiàn)對消防栓壓力數(shù)據(jù)的實時查詢和遠程參數(shù)的配置。

17、圖6 城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)的部署也實施，在相當大的區(qū)域范圍內(nèi)可實現(xiàn)對全區(qū)域消防栓的在線監(jiān)控或者巡檢監(jiān)控。簡化了監(jiān)控流程，提高了檢查效率和檢查的準確性。對于消除火災隱患，保護人民群眾的切身利益都具有巨大的社會價值。物聯(lián)網(wǎng)使現(xiàn)實世界中的所有物品與網(wǎng)絡進行連接，實現(xiàn)了全面的智能采集，實時判斷，即時傳送的智能化，利用無線通訊模塊將終端信息與互聯(lián)網(wǎng)進行靈活快速的對接。從而完成了一個具有典型意義的物聯(lián)網(wǎng)項目的探索與實現(xiàn)。圖7 城市消防監(jiān)測系統(tǒng)上位功能分布圖3.3.2 數(shù)據(jù)通訊服務接口城市消防栓壓力監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控平臺程序用于管理由全部智能消防栓終端組成的物聯(lián)網(wǎng)絡。系統(tǒng)整體運行后，進入實時數(shù)據(jù)監(jiān)聽狀態(tài)，當下位數(shù)據(jù)通訊設備啟動后將當前的壓力數(shù)據(jù)打包發(fā)給上位數(shù)據(jù)通訊服務器，服務器收到信息后對數(shù)