浅谈窄带物联网技术在消防中的应用

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物联网通信技术繁多,从传输距离上可划分成两类:第一类是短距离通信技术,例如ZigBee、Wi-Fi、Bluetooth等,典型的应用场合如智能家居;第二类是低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN),典型的应用为智能抄表系统。

LPWAN技术又可根据工作频段分为两类:一类工作在非授权频段,如Lora、SigFox 等,此类技术无统一标准,自定义实现;工作于授权频段下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,如第二代移动通信系统(GSM)、长期演进(Long Term Evolution, LTE)和基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)等。

2014年5月,华为联合沃达丰在3GPP的GSM/EDGD无线接入网(GSM EDGE Radio Access Network,GERAN)研究项目中提出N B -M 2M 技术。

同年,高通公司提交了窄带正交频分复用(Narrow Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing,NB-OFDM)技术。

2015年5月,NB-M2M与NB-OFDM合并为NB-CIoT。

7月,爱立信提出NB-LTE方案。

2015年9月的RAN#69次会议经过激烈讨论,最终将NB-CIoT与NB-LTE进一步融合,并重新命名为NB-IoT。

2016年6月16日,NB-IoT作为3GPP R13一项重要课题,与之相对应的3GPP协议有关技术标准获得了RAN会议的批准,这一结果正式宣告了窄带物联网(NB-IoT)这项受到产业界广泛关注和支持的标准核心协议在经过了2年多的研究后终于取得了阶段性成果。

从目前的情况来看基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)已经成为物联网领域内的一个重要分支。

窄带物联网作为物联网领域的一个新兴技术,由于其具备支持低功耗设备在广域网内的数据连接功能,也被称为低功耗广域网(LPWAN)。

基于蜂窝网络构建的窄带物联网技术,所占带宽大约为180KHz,可直接构建于GSM网络、
UMTS网络或LTE网络,可以有效降低建设成本、实现不同网络间的平滑升级。

概况来说,NB-IoT具备五大特点:(1)连接能力强:窄带物联网系统一个扇区能够保障10万个左右的终端连接,支持对延时敏感程度低、设备成本低、设备功耗低的网络架构。

(2)广覆盖:一个基站可以覆盖几公里范围。

可以满足农村这样广覆盖需求的区域要求。

(3)穿透能力强:窄带物联网对于室内覆盖方式有新的改进,与传统物联网技术相比在相同的频段条件下,窄带物联网可以获得比现有的网络高20dB的增益;(4)更低的功耗:初步理论技术和实验表明窄带物联网终端设备的待机时间可接近10年;(5)更低的设备成本:根据企业预期,目前单个窄带物联网连接模块成本不超过5美元。

1 窄带物联网在消防领域的应用
由于窄带物联网技术具备以上优点,其在消防领域会有极好的应用前景。

依靠窄带物理网构建智慧化消防平台,利用智慧化消防平台可以实现防火、灭火、人员管理的智能化、网格化,达到提高管理效率、提升灭火战斗力的目标。

1.1 基于窄带物联网(NB-IoT)技术的设施智能管理
建筑物内的消防设施主要包括消防喷淋、消防泵、烟感、温感等。

建筑物消防设施的工作状态好坏,对初期火灾扑救有十分重要的作用。

利用窄带物联网(NB-IoT)技术,可以对建筑物内消防设备的工作状态实现全过程智能监控。

例如:对喷淋系统,通过在喷淋管网中安装的传感器全时段监控喷淋管网的工作状态。

通过安装在消防泵开关阀上的远程窄带物联网芯片,可以远程监测和控制消防泵的工作状态。

利用窄带物联网(NB-IoT)技术,可以组建基于窄带物联网的设施管理智慧物联网,高效协助监管人员实现消防检查无盲区远程智能监控。

收稿日期:2017-10-25
作者简介:毛红海(1980—),男,汉,宁夏石嘴山人,本科,工程师,研究方向:消防通信。

浅谈窄带物联网技术在消防中的应用
毛红海
(宁夏石嘴山市消防支队,宁夏银川 221000)
摘要:基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)已经成为物联网领域内的一个重要分支。

NB-IoT作为物联网领域的一个新兴技术,具备明显的技术和应用优势。

本文探讨了窄带物联网在消防领域的应用,提出并分析了窄带物联网技术在消防设施智能管理、危险源智能管理、火灾初期通知应用、消防员安全保障和消防水源控制等方面的应用模式。

窄带物联网(NB-IoT)技术在消防领域的应用,一定会提升消防部队的战斗能力,避免或减少人民群众生命财产损失。

关键词:窄带物联网；NB-I oT；消防中图分类号:TP391.44
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2017)10-0055-02
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1.2 基于窄带物联网的危险源智能管理
特殊装置、仓库等场所是消防安全需要关注的重点区域,对于这些重点区域进行实时监控,能够在第一时间自动完成火情上报,对于降低灾害事故影响至关重要。

利用窄带物联网技术,通过在重点区域设置传感器及各种智能终端设备,可以构建高灵敏度的环境感知监测网络,通过该网络可以对周边环境中的湿度、温度、有害气体浓度、大气压力等环境安全信息进行多维度的全程实时监测。

将监测得到的信息通过窄带物联网(NB-IoT)平台送至指挥中心,由指挥中心对信息进行综合研判,当研判发生异常情况时可以通过多种方式发出警报信息。

通过窄带物联网(NB-IoT)平台,指挥中心可以全程实时了解到重要部位的全方位状况,从而降低灾害事故发生概率。

1.3 火灾初期通知应用
基于窄带物联网技术可以开发出可靠性和灵敏度更高的火灾探测器。

通过无线方式将多类型传感器和窄带物联网(NB-IoT)智能设备进行连接。

窄带物联网(NB-IoT)智能设备收集现场传回的地理位置信息和火情信息后,及时向发生火情地点范围内的所有手机用户发送火情警报和相关信息。

窄带物联网(NB-IoT)智能设备还可以不间断的监视和记录现场传感器传回来的信息,为快速准确处理火灾,挽救生命财产提供有效可靠的技术支撑。

1.4 消防员安全保障
利用窄带物联网技术还可以有效地保护消防人员的安全。

通过可穿戴窄带物联网(NB-IoT)设备,能将消防人员的生命体征参数、环境信息参数等信息实时进行监测、反馈,及时发现异常和求助信号,快速准确的对需要救助人员的位置、所处环境、生命体征等进行确认,根据不同情况安排救援,能够非常有效的防止消防人员出现意外情况。

Talking about the Application of Narrowband Internet of Things Technology
in Fire Fighting
Mao Honghai
(Ningxia Shizuishan fire detachment,Yinchuan Ningxia 221000)
Abstract:The cellular-based narrowband Internet of Things (NB-IoT) has become an important branch within the Internet of Things. As an emerging technology in the field of Internet of Things, NB-IoT has clear technical and application advantages. This article explores the application of narrowband internet of things in the field of fire protection, and puts forward and analyzes the application mode of narrowband internet of things technology in the aspects of intelligent management of fire facilities, intelligent management of dangerous sources, application of early warning of fire,firefighter security and fire source control. The application of Narrowband Internet of Things (NB-IoT) technology in the field of fire protection will surely enhance the combat capability of the fire brigade and prevent or reduce the loss of people's lives and property.
Key Words:Narrowband Internet of Things；NB-IoT；Firefighting
1.5 基于窄带物联网的消防水源控制
将窄带物流网(NB-IoT)技术应可以用于消防用水源到管理和控制。

窄带物联网(NB-IoT)设备可以将远距离消防水源的水位、水压等信息传送到监控指挥中心。

这样指挥员就能够在接警的同时对火情发生地周边的消防水源情况全面掌握,可以有针对性点快速制定科学可靠供水方案,为灭火作战提供水源保障。

2 结语
由于NB-IoT相较于传统物联网技术有着自身的优势,可以预见,窄带物联网技术在社会公共安全领域将会有广泛的需求和应用前景。

不过,其仍旧有着自身的局限性。

窄带物联网在消防领域应用还处于试验和示范性探索阶段,规模化应用少,创新活力不足。

面临的几个问题还需要学界和业界做更进一步的研究和产品开发。

一是对窄带物联网应用对于消防业务特殊需求的分析还不够深入,缺少针对性强的新技术和新产品。

二是由于窄带物联网提出时间较短,缺少大量应用数据和实验,对于其应用与消防系统的可靠性和稳定性分析还较欠缺。

物联网技术在消防中的全方位应用还有很长的路要走。

持续关注和跟踪窄带物联网(NB-IoT)技术的最新发展动态,研究解决窄带物联网(NB-IoT)技术在消防领域应用中遇到的新问题,不断开发出适应于在消防领域应用的基于窄带物联网技术的新产品,一定会提升消防部队的战斗能力。

参考文献
[1]林船.浅谈物联网技术在消防中的前景应用 [J].电子世界,2017,(15):178.
[2]张文杰.基于物联网的消防安全工作实践与思考[J].通讯世界,2016,(21):288.。