李一强
秦皇岛市消防救援支队 河北秦皇岛 066000
摘要：当前，大多数建筑物防火设施是独立运行的，没有网络监控，并且对防火和防火没有用。在本文中，我们考虑了建筑物中各种消防设施的各种属性，数据接口，操作场景和监视要求，并考虑了具有多接口协议的信息传输设备，该协议是基于4G通信的消防物联网网关设计NB-IoT通信使用CAN和RS485，RS232，LoRa，以太网，4G，NB-IoT和其他物联网通信方法完成对建筑物内各种消防设施的监控。
关键词：消防物联网；信息传输设备；物联网网关；4G；NB-IoT
引言
火灾是最常见，最有害的社会灾难之一。在造成火灾事故的许多原因中，未能及时发现火灾或消防设施无法正常运行是造成灭火延迟和损失的重要原因。解决此问题的基本方法是实时监视各种消防设施的运行状态。当前，该建筑物配备了火灾报警器，烟雾探测器，温度传感器，手报告和其他消防设备，但大多数都是独立的，无法将消防设备的运行数据发送到该建筑物。它是一个监控中心，无法统一监控。
要监视消防设施，必须首先完成对火灾警报的监视。火灾警报控制器数据收集可让您获取即时警报信号，例如火灾警报，故障以及设备启动和停止信号。但是，市场上有许多类型的火灾报警控制器，并且没有统一的数据交互接口标准。这要求收集终端具有多个接口并与多种协议兼容。
另外，火灾报警控制器监控主要获取消防设施的报警信号。如果需要进一步监控消防设施运行的特定值（例如管网压力值），则水箱液位值，设备运行电流值，访问控制信号等。您将需要使用其他网关进行收集。但是，这些设备没有相同的安装方案，设备属性，操作数据更改，实时监控要求等是分布式的，并且在建设的早期阶段就不考虑网络访问，因此监控将很困难。
随着科学技术的发展，物联网技术越来越多地应用于智能防火，防火建筑行业也在不断发展。为此，本文通过开发基于物联网技术的多接口协议信息发送器，4G通信和基于NB-IoT通信的消防物联网网关来解决上述问题。
1多接口协议的信息传输设备
信息传输设备用于从火灾警报控制器收集和传输实时数据。该系统以STM32F405芯片为核心，并显示了整个系统的硬件功能框图。该系统主要包括数据收集，数据传输，声光提示，调试，存储和其他模块。
1.1数据采集模块
该系统的数据采集接口包括TTL级别的串行端口，RS232接口，RS485接口，CAN接口和并行端口，并且与市场上的各种火灾报警控制器兼容。火灾警报控制器完成数据收集后，系统将在传输数据之前运行数据格式“标准化”。
1.2数据传输模块
系统数据传输接口包括4G传输，以太网传输，RS485传输和RS232传输。4G模块是即插即用的设计，可根据需要插入模块以减少不必要的设备成本。4G和以太网传输方法用于将数据直接传输到监控中心，而4G传输方法用于布线困难或安装现场没有以太网接口的情况。如果安装地点具有以太网接口，则使用以太网传输；同时，以太网传输方法仅在禁止访问Internet或对安全性要求很高的设备等本地部署监视中心。对于无法完成的地方。
RS485和RS232数据传输主要用于设备之间的adhoc网络。例如，这种类型的接口用于将数据发送到具有网络通信功能的高级网关，并将数据发送到监视中心。接口类型还可以将数据传输发送到图形显示设备以进行本地显示。
1.3其他模块
该系统还设计了声光提示模块（指示器和蜂鸣器），系统配置模块（功能拨号和串行端口调试）和存储模块。通过功能拨号，您可以将设备设置为正常监视，模拟，调试和其他模式，以及在LAN通信期间设置本地地址。您还可以通过调试串行端口配置和查看设备的各种参数。设备执行日志。扩展的I2C存储器使您可以实时保存火灾警报控制器的监视数据。
2基于4G的消防物联网网关
基于4G的IoT网关主要用于收集具有较高实时性能要求的消防设施数据，例如消防设施电源电压信号以及设备启动和停止电流信号。设备泄漏电流信号，以及泵室管网中的水。压力信号等该系统基于STM32F103芯片。
2.1数据采集模块
系统设计两种类型的信号采集：4至20mA模拟信号和开关信号。4至20mA的模拟信号，这是工业传感器（例如压力传感器，液位传感器，电压传感器和电流传感器）的标准输出信号。开关信号包括电磁开关，启动/停止开关，手动开关等。..
2.2数据传输模块
数据传输设计为4G通信，LoRa通信和RS485通信。4G和LoRa通信模块都是即插即用设计，在需要时插入模块以节省系统成本。
4G通信方法可以直接将数据发送到监视中心，但是LoRa通信方法和RS485通信方法主要用于局域网。在没有地下4G信号的安装中，可以通过LoRa或RS485通讯传输数据。对于具有4G通信功能的上层网关，上层网关发送给监控中心。
2.3其他模块
该系统还设计了音频提示，功能拨盘和串行端口模块调试。该模块的功能类似于信息传输设备的相应模块的功能。
3基于NB-IoT的消防物联网网关
在消防设施中，一些设施数据（例如屋顶火池中的液位和地板管网末端的水压）通常不会突然变化或缓慢变化。收集时间数据；同时，电力和布线的位置相对困难。为了方便施工，采集终端需要能够自行供电。为此，设计了基于NB-IoT通信的消防物联网网关。该系统基于STM8L052芯片，并使用两节3.6V锂电池为其供电。
系统将采集通道减少为模拟2通道和切换2通道。基本上可以满足上述场景的测量要求。关于传输方法，设计了具有低功耗的优点的NB-IoT通信方法。功耗和覆盖范围广。非常适合在电池供电的情况下进行少量数据传输。
系统通常处于睡眠模式，以减少功耗并延长电池寿命。使用定期唤醒来定期收集数据。为了提高数据收集的实时性能，可以减少收集时间，但同时也会增加系统的功耗。一种可行的方法是使用匹配的开关信号进行辅助监视。例如，如果要监视池中的液位，请同时添加液位开关传感器。当液位下降到一定值以下时，液位开关传感器被激活，CPU可以立即启动。可以从睡眠模式到GPIO中断模式收集数据。它还在确保系统功耗要求的同时改善了实时监控。
结束语
通过实时监视建筑物中各种消防设施的运行状态，可以及时掌握火灾状况，并及时调查隐患。本文设计的多接口协议信息传输设备以及基于4G通信和NB-IoT通信的消防物联网网关，将从各种监视对象和应用的角度完成建筑物中各种消防设施的状态监视。方案和监视要求。目前，整个系统已在项目中使用，应用效果良好。
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