基于NB-IoT的智慧消防解决方案
智慧消防物联网解决方案
智慧消防物联网解决方案第1篇智慧消防物联网解决方案一、前言随着城市化进程的加快和科技的发展，消防安全问题日益凸显。
为提高消防工作效率，降低火灾事故发生率，结合物联网技术，制定智慧消防物联网解决方案。
本方案旨在提升消防设施智能化水平，实现实时监控、预警及应急处理，确保人民生命财产安全。
二、方案目标1. 提高消防设施监管水平，确保设施正常运行。
2. 实现火警信息的实时传输，提高火警处置速度。
3. 降低火灾事故发生率，保障人民生命财产安全。
4. 提升消防部门工作效率，降低人力成本。
三、方案内容1. 设备层- 安装物联网传感器，对消防设施进行实时监测，包括消防水池、消防泵、消防栓、喷淋系统等；- 在重点区域安装高清摄像头，实现实时视频监控；- 配备智能烟感、温感等探测器，实时监测火警信息。
2. 传输层- 利用有线和无线网络，将监测数据传输至消防物联网平台；- 采用加密技术，确保数据传输的稳定性和安全性。
3. 平台层- 建立消防物联网平台，对监测数据进行处理、分析，实时展示消防设施状态；- 平台具备火警预警功能，对异常数据进行分析，并及时推送预警信息；- 平台具备应急处理功能，根据火警信息，生成应急预案，指导消防人员进行救援。
4. 应用层- 消防部门可通过平台实时监控消防设施，开展日常巡检工作；- 遇到火警时，消防部门可根据平台推送的预警信息和应急预案，迅速开展救援工作；- 平台可为政府部门、企事业单位等提供消防安全数据支持，助力消防安全管理。
5. 服务层- 提供消防设施维护、维修服务，确保设施正常运行；- 定期开展消防安全培训，提高相关人员消防安全意识和技能；- 提供消防技术咨询和解决方案，助力客户提升消防安全水平。
四、实施步骤1. 开展项目调研，明确项目需求；2. 设计消防物联网解决方案，包括设备选型、网络布局等；3. 开展设备安装、调试工作，确保设备正常运行；4. 建立消防物联网平台，进行数据接入、处理和分析；5. 开展平台功能测试，确保系统稳定可靠；6. 进行项目验收，交付客户使用；7. 提供后续服务，包括设施维护、培训等。
NB-IoT智慧消防解决方案白皮书
NB-IoT 智慧消防解决方案白皮书目录1序言 (1)2消防行业面临的挑战 (2)2.1消防行业面临的挑战 (2)2.2主要应对手段及瓶颈 (4)3当 NB-IoT 遇上智慧消防 (5)3.1NB-IoT 五大亮点 (5)3.2NB-IoT 在智慧消防领域的优势 (6)4NB-IoT 智慧消防解决方案 (6)4.1NB-IoT 智慧消防架构设计 (6)4.2NB-IoT 智慧消防产品 (9)4.3智慧消防应用场所 (15)5NB-IoT 智慧消防解决方案价值 (16)5.1经济效益 (16)5.2社会效益 (17)6NB-IoT 智慧消防商业模式 (17)6.1政府投资建设 (17)6.2面向终端消费者市场 (18)7智慧消防实践 (18)7.1无线感烟火灾探测报警器助力上海新型无线城市建设 (18)7.2无线感烟火灾探测报警器助力物流仓库消防安全 (19)8智慧消防发展趋势及展望 (20)1序言《消防法》中明确：我国的消防工作由国务院领导，地方各级人民政府负责，采用预防为主、防消结合的方针，坚持专门机关与群众相结合的原则，实行防火安全责任制。
近年来在各级政府领导下，在各部门、各单位共同努力下，在社会公众广泛参与下，形成了“政府统一领导、部门依法监管、单位全面负责、公民积极参与”的工作格局，推进落实消防安全责任，完善火灾防控体系，加大消防基础设施建设，提升市民消防安全素质，消防事业发展建设取得显著成效，消防安全环境进一步优化。
但是随着城镇化建设的高速发展，人们生活水平的不断提升，公共消防安全基础建设同经济社会发展不适应、消防安全保障能力同人民群众安全需求不适应、公众消防安全意识同现代社会治理要求不适应的矛盾依然突出，传统消防安全问题并没有得到根本解决，非传统的消防安全因素却日益上升、作用凸显，两者相互渗透、相互交织的趋势更加明显，导致火灾隐患逐年增多，消防安全面临严峻挑战。
通过对火灾的分析，加强火灾隐患排查、保障消防设施完好、及时发现火情，在早期对火灾进行控制是防灾减损的有效手段。
NB-IOT智能消防栓解决方案
消防栓建设实施方案目录一、项目背景 (3)（一）立项背景 (3)（二）产品价值 (3)二、指导思想 (5)三、建设目标 (5)（一）系统建设目标 (5)（二）社会建设目标 (5)四、产品介绍 (6)（一）硬件介绍 (6)（二）软件介绍 (11)（三）产品的主要特性 (25)五、实施步骤 (25)（一）服务模式说明 (25)（二）人员配备及岗位职责 (25)（三）安装操作指南 (27)（四）售后服务 (28)六、考评与奖惩 (28)（一）施工技术制度 (29)（二）质量管理制度 (29)（三）工程管理奖励制度 (30)一、项目背景（一）立项背景消防栓是城市供水管网附属设施之一，也是火灾控制重要设备。
其作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源，它能否发挥作用直接关系着人们的生命和财产安全。
当前多数城市的消防栓由供水企业进行管理，部分城市由城管部门管理。
在实际应用中消防栓存在安装分散、易破坏、保养难、管理复杂等特点，使得消防栓漏水、违规用水、工地施工偷水等现象屡有发生，导致居民生活用水压力不足，消防设施损毁严重，甚至出现火灾现场供水压力不足、抢修停水等现象，延误了灭火的最佳时段，造成重大人身财产损失，影响城市消防安全。
消防栓管理不论是在国内还是国外都是一个普遍性难题。
在国外比较发达地区，消防栓管理主要依靠法律的威慑力和民众的自我约束力，但在发展中国家和地区，消防栓的管理只能依靠加强稽查人员巡检，必然会造成监管不到位，消防栓上的用水基本处于失控状态。
我国人口占世界人口总数的20%，但是水源只有世界水资源的7%，人均水资源量约2220立方米，是世界平均水平的1/4，人均水资源匮乏。
供水企业需要承担消防灭火的供水责任，人力成本高以及严重的产销差问题是影响供水企业经济效益的两个重要因素。
鉴于传统消防栓管理方式的不足，因此采用智能消防栓加强对消防栓的管理，对于保障城市消防安全具有重大现实意义。
（二）产品价值1、消防栓的产销差造成产销差的原因非常复杂，既有物理性的管网漏损，也有很多管理上的因素，比如非法接水，计量误差以及消防栓非法用水等。
NB-IoT智慧消防报警解决方案的优势
NB-IoT智慧消防报警解决方案的优势目前，在消防应用中，尤其是火灾报警这一块，主要有三类企业，一个是专业的消防系统解决方案商，以郑州金特莱等企业为代表；另一个就是传统的防盗报警设生产商，；还有一类，则是智能家居企业，只提供相应的报警设备。
随着市场需求的不断变化，无论专业消防厂家还是传统报警厂家亦或是智能家居企业都在极力推动消防报警的技术创新，持续优化消防报警方案。
当前，在各方(运营商、芯片厂商等)的推动下，NB-IoT网络技术愈加成熟，在各行业的应用也随之加深。
在消防报警领域，专业的消防厂商陆续跟进NB-IoT在消防领域的应用，而艾礼安等传统的报警厂家也抓住此机遇率先推出了NB-IoT智慧消防报警方案，该方案相较于传统的消防报警方案更加智能、安全、简单、快捷。
综合来看，NB-IoT智慧消防报警系统在应用中具备安装使用维护简单，平台接入的设备数量不受限制，智能化程度更高，终端用户通过手机APP、电脑pc端可实时查看探测器状态等优势，无论是联网运营客户还是个人客户，这套系统都非常适用。
据国家应急管理部消防救援局相关数据显示：2018年全国共接报火灾23.7万起，造成1407人死亡、798人受伤、直接财产损失达36.75亿元。
尽管这一数据相较于2017年有所下降，却仍旧触目惊心，各类火灾事故给社会造成了巨大的生命财产损失。
同时，颁布与实施各类政策也给各类消防报警产品厂家带来了更大的发展机遇。
根据相关调研数据显示，2018年消防产业规模超3000亿元，其中火灾报警市场规模达到250亿元。
未来几年，基于基础设施建设的加速，我国消防产业将继续呈现快速增长，年增长率预计达到15%-20%，到2025年，将超过5000亿元。
市场容量很大，竞争者自然也多，无论是现有的专业消防企业、报警企业、智能家居企业亦或是未来入局的相关企业，要想获得更大发展，一定要有创新的技术、优秀的产品和更贴合用户需求的服务，为企业赢得更大的发展机遇。
基于NB-IoT的智慧消防系统设计
基于NB-IoT 的智慧消防系统设计摘要：相对于传统消防，智慧消防系统能利用物联网、大数据、人工智能等技术让消防变得自动化、智能化、系统化、精细化，充分体现出智慧防控、智慧管理、智慧作战、智慧指挥等四大特点，成为实现社会“安全发展”的有力武器。
本文主要介绍一种构建智慧消防系统的应用解决技术，结合NB-IoT技术，设计出一种突破传统消防业务边界的泛智慧消防服务平台，采集分散的各种消防监测设备、用电用水设备、SOS紧急呼叫等现场数据，进行实时监测与处理，并将分析结果直观反馈到网页端和手机应用端，为城市安全稳定的发展提供安全保障。
关键词：NB-IoT；物联网技术；智慧消防；系统设计消防安全管理是国家和各级政府的重要工作之一。
伴随着城市地域范围的快速扩展，加上广袤的农村地区和老年化社会的逐步临近，城市管理者所需要管理的安全问题已经远远不止与消防安全这一领域，而是拓展到老年人安全护理、用电安全、燃气安全、消防安全等方方面面。
目前，各地政府也根据新的形式发展，陆续推动“智慧用电”、“智能烟感”、“智能消防栓”、“应急呼叫养老服务”等政策、措施，部分也陆续进入试点运行阶段，受到社会的广泛关注，也体现了政府“人民至上”的崇高目标。
目前，全国公安现役制的灭火力量仅15万人，消防部门监督执法力量仅2万人。
警力不足、工作多，压力大的景况切实困扰着所有的消防人员。
在技术层面，目前还缺乏现代化的消防管理及监督技术手段，没有一套基于信息整合而产生事件驱动的工作模式。
在社会层面，单位、消防中介服务机构责任不落实，部分企业消防安全管理基础薄弱，消防法制观念淡薄，个别单位消防违法行为屡纠屡犯，火灾隐患屡改屡生，带险经营、违章作业情况突出，导致火灾频发。
针对上述情况，目前国内外也有相关消防工程公司或者高校开展基于物联网、NB-IoT 技术的消防系统开发工作，例如安徽师范大学秦立辰团队开发的“一种基于 NB-IoT 的智慧消防监测预警系统”，由南京信息工程大学自动化学院与无锡学院物联网学院联合组建的钱承山团队开发出“基于NB-IoT 的智慧消防栓监测系统”，都为借助NB-IoT和物联网技术提出了新的城市消防系统全面监测解决方案。
NB-IoT城市智慧消防解决方案
NB-IoT城市智慧消防解决方案ST/CN-NB201804/V1.11全国火灾形势分析●全国范围内94%的火灾发生在三级管理单位（小场所）。
●养老院、三合一、室内市场是火灾死亡率最高。
●每年火灾直接损失最高的是文物古建筑场所。
●住宅宿舍是发生火灾起数最多的场所。
●电气火灾是火灾发生的第一大原因。
“小场所”特点：所谓小场所是指养老院、福利院、残疾人服务机构、特困人员供养服务机构、幼儿园、老旧居民住宅，宿舍、出租屋、小旅馆、地下居住空间、农贸市场、三合一商铺等。
这些小场所并非法规标准强制监管的场所，其类型复杂，多而分散，是弱势群体及病患的聚居地。
此类场所鲜少有消防安全措施。
2NB-IoT赛特威尔城市智慧消防解决方案在LPWAN（低功耗广域物联网）技术飞速发展的大环境下，移动、联通、电信三大运营商平台正在通过NB-IoT技术推进智能城市建设。
赛特威尔紧抓时代技术，研发了多款基于低功耗物联网（NB-IoT）技术的智能探测报警器，以及一套与之匹配的智能监控报警管理系统。
2.1 解决方案架构图2.2优势分析NB-IoT技术优势LPWAN（低功耗广域物联网）的NB-IoT技术，其具有功耗低，连接数量大、低时延，网络覆盖广等特点。
所采用的技术更是解决了原有无线产品的在距离、中继、网关路由器以及能耗上的痛点和瓶颈。
赛特威尔解决方案特点与优势a)大数据：为政府提供火灾治理取证，消除火灾隐患。
b)终端监控：化被动为主动，将场所周期性的被动巡检行为演变为主动的技术运维。
c)三级体系：整合公共消防安全的三级体系（业主——安全员/监控中心——消防接警中心）解决了发生灾情时现场消防资源快速介入的缺失现状。
d)多重告警：整合了传统报警通知手段，也提供了TTS语音、短信、PC端后台等多种远程通知方式。
e)视控确警：第三方视频监控联动确警（当平台接收到烟雾报警时，自动打开现场相应位置的视频探头进行实时录像并上传至平台，用于远程确认火警和联动处置。
智慧消防物联网解决方案
应用场景支持接入主流火灾报警控制系统支持通过2G/4G、LAN上报设备状态及警情支持Web和屏幕双配置模式三个工作日完成协议对接功能特性医院、学校、商业综合体等需将消控室消控主机远程联网的所有重点单位
物联网产品—智能巡检
无线实时上传实时监督管理隐患整改、维修计划制定、按流程执行记录存档智能化信息采集方式，确保“救灾救命”工具完好有效消防基础设施巡查隐患的闭环管理，提升隐患整改督办的及时性二维码NFC
重点区域热成像防火应用特色
热成像实现可视化智能预警！再起火可见光监控监控到火灾再报警先起烟烟感探测器检测起烟再报警初期物体表面温度异常热成像表面温度异常即报警
视频创新—热成像功能演示
核心功能：吸烟检测温度异常检测
平台应用
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PART.03
设计理念
消防重点单位
视频感知
剩余电流感知
温度感知
热成像感知
位置感知
其他感知
RFID感知
手机APP
液位/液压
可燃气体感知
消防重点单位
视频感知
剩余电流感知
温度感知
热成像感知
位置感知
其他感知
RFID感知
手机APP
液位/液压
可燃气体感知
……
监督管理部门
消防管理部门
消防运营服务机构
社会单位
一套平台：集成安防体系和消防物联体系，形成数据融合、业务联动、统一管理；一支队伍：统一安保服务人员和消防巡查人员的工作；四个对象：服务责任主体、监管部门和救援单位、运营机构；N个模块：视频监控、人员出入口管理、车辆出入口管理、消防物联预警、门禁管理、人员在离岗、考勤管理、信息发布、梯控管理、周界防范等。
智慧消防物联网平台解决方案
智慧消防物联网平台解决方案目录CONTENTS建设背景智慧消防解决方案方案、系统优势01020301建设背景建设背景《江西省移动物联网发展规划（2017-2020年）》（赣府厅发【2018】1号）明确要求：“智慧消防”建立基于NB-IoT的消防设施联网监控系统，实现对消防设备，设施运行状态和维护管理情况等信息的动态监测，提升消防应急能力。
推广给予NB-IoT的智能烟感报警系统，面向养老院、学校、棚户区等重点区域规模部署报警设备，统一联网至各级监控中心，实现火灾及时发现、早期报警，降低灭火时间。
消防领域八大重点建设任务1、建设分级预警的消防大数据应用平台2、推动于NB-IoT智能独立火灾（可燃气体）探测报警器在全省范围普及应用3、推送重点场所消防设施进行物联网改造升级4、推动智慧安全用电监测装置的普及应用5、推动市政消火栓“智能化”管理维护6、推动重点行业搭建消防物联网远程监控系统分平台7、推动社区搭建物业消防物联网远程监控系统子平台8、推动消防技术服务机构建立消防维保物联网监控系统02智慧消防解决方案“感”“传”“知”“用”利用“感、传、知、用”等物联网技术，综合RFID、无线传输技术，对消防设施、器材及消防装备、人员等状态进行智能化感知、识别、定位、跟踪、监控和管理，为防火监督管理和救援提供信息支撑。
应用层平台层基础设施层展示层故障相应处置统一配置管理设备状态监控智能独立式烟感报警系统智慧消防栓管理系统大屏应用支撑数据处理数据同步数据共享管理数据目录管理资源统计终端安全数据安全网络安全数据安全高清摄像机烟感传感器感知终端报警探测器环境监控RFIDGPS/4G/NB-IoT网络传输局域网无线公网传统服务器架构计算存储安全云数据筛选数据清洗和校验平台支撑消息中间件工作流管理服务推送管理地图信息服务统一用户管理智慧安全用电监控系统城市物联网消防远程监控系统城市高清视频监控系统移动执法手机App 系统单位日常消防巡查管理系统PC移动端控件库模块库权限管理流程引擎报表引擎生成器人员管理消防栓管理用电管理液位管理烟感管理远程管理风险分析预警报警消防栓水压传感器安全保障智慧消防设计理念整合消防资源、消防力量、日常监管检测设备状态等，并科学分析，为管理层提供辅助决策。
一种基于NB-IoT的智慧消防监测预警系统
一种基于NB-IoT 的智慧消防监测预警系统随着智能化技术的不断发展，智能消防系统成为了保障城市安全的一个重要手段。
传统的消防系统存在着许多局限，无法对火灾风险做出及时预警和准确监测。
随着NB-IoT 技术的成熟应用，智慧化消防监测预警系统正逐步代替传统的消防系统，保障城市的安全。
一、NB-IoT 技术NB-IoT（Narrowband Internet of Things）即窄带物联网，是一种低功耗、宽覆盖、低成本的物联网通信技术。
相比起传统的LTE 通信，NB-IoT 的优势主要在于以下几个方面。
1、低功耗：NB-IoT 是一种低功耗技术，目前市场上有许多地方采用电池供电，这就要求NB-IoT 设备的功耗要尽可能地低。
2、宽覆盖：NB-IoT 采用的是窄带通信技术，通信频带宽度只有200kHz，但是传输距离可以覆盖市区和农村等广阔区域，同时也能穿透地下的墓穴和地下室。
3、低成本：由于NB-IoT 设备的硬件成本较低，其设备的安装和维护成本均相对较低。
二、智慧消防监测预警系统随着NB-IoT 技术的推广，智慧消防监测预警系统已成为城市智慧化建设的重要组成部分。
它将NB-IoT 技术及火灾监测系统、温湿度监测系统、机电设备监测系统等技术集成在一起，以实现全方位的火灾监测、预警和效果评价。
智慧消防监测预警系统包括了大量的NB-IoT 终端设备，包括火灾监测传感器、温度湿度传感器、机电设备传感器等。
这些设备通过NB-IoT 网络，实现了对于各类消防设备的监测和控制，同时也提高了系统的响应速度。
智慧消防监测预警系统还通过智能控制中心板实现对于整个系统的全面调度监控，实现了对于消防系统的全面智能化自动运行。
三、NB-IoT 的应用和优势1、水声火灾探测系统水声火灾探测系统是智慧消防监测预警系统的一个重要组成部分，通过在消防设备上安装水声探测传感器，可以实现对于消防设施的带声自动化监测和控制。
此外，通过水声火灾探测系统可以实时监测温度变化，并且在火灾发生的情况下实时感知火灾，快速反应，以保障消防安全。
基于nb-iot的智慧消防平台设计
2020年第2期信息与电脑China Computer & Communication人工智能与识别技术基于NB-IoT的智慧消防平台设计冯晓磊 董 雷 董志勇 毛欢欢（武汉理工光科股份有限公司，湖北 武汉 430070）摘 要：在“智慧消防”建设推进过程中，消防安全监测手段和对象种类越来越多，联网单位分布范围越来越广，消防物联网正面临着升级难题。
基于此，笔者提出一种基于NB-IoT的智慧消防平台设计方案，利用NB-IoT广覆盖、低功耗、低成本、大连接的优势，有效解决了物联网升级难的问题，降低了升级成本，扩大了联网范围。
关键词：NB-IoT；物联网；智慧消防中图分类号：TP391.44；TN929.5；TU998.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）02-093-03Design of Smart Fire Platform Based on NB-IoTFeng Xiaolei, Dong Lei, Dong Zhiyong, Mao Huanhuan(Wuhan University of Technology and Optical Science Co., Ltd., Wuhan Hubei 430070, China) Abstract: In the process of promoting the construction of “intelligent fire protection”, there are more and more fire safety monitoring means and object types, and more and more networking units are distributed, fire Internet of things is facing upgrading problems. Based on this, the authors proposes a design scheme of intelligent fire fighting platform based on NB- IoT, which makes use of the advantages of NB- IoT, such as wide coverage, low power consumption, low cost and large connection, effectively solves the problem of difficult upgrading of the Internet of things, reduces the cost of upgrading and expands the scope of networking.Key words: NB IOT; Internet of things; intelligent fire fighting0 引言建设智慧城市，物联网是不可或缺的关键环节，尤其是依据城市消防安全管理的特性，消防设备平时不用，用时要求100%可靠。
基于NBIOT的城市级智慧消防云平台应用
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering网络通信技术Network Communication Technology基于N B IO T的城市级智慧消防云平台应用何群峰(中国电信股份有限公司泉州分公司福建省泉州市362000 )摘要：本文基于NBI0T技术结合消防监管的业务诉求，架构了一套全面感知、开放共享、精细管理的城市级智葸消防云平台解决方 案，实现消防安全精准防控，协同共治、服务实战、服务民生。
平台成功应用于泉州石狮市鸿山镇，取得了显著成效，为现阶段智慧消防 应用发展提供了借鉴和启示。
关键词：NBIOT;N B-IoT网络；Web网页1项目背景据统计，全国火灾中有94%发生在三级管理单位（即小微场所、中小企业），其中电气火灾是火灾发生的第一大原因，特别是企业园区的火灾中有56%是因为电气火灾引起。
但绝大多数没有安装电气火灾监测、烟感报警装置，是消防监督的重点和难点。
在火灾发生后，还可能因为消防设备水压不足导致火灾救险被延误；或因消防设备被擅自拆除、非法迁移、非法盗用，使得监管部门管理被动。
泉州市作为我国民营企业工业重镇，辖区范围内有大量的工业企业和商业店铺，面临严峻的火灾隐患形势，泉州市每年的火灾事故数约占全省火灾事故数1/4,有智慧消防建设刚性需求。
针对以上现状，泉州市县两级均己下发相应的建设部署文件，组织开展电气火灾监测设备、智能烟感、电动车智能充电桩等智慧消防建设工作，对相关企业电气火灾监测系统、智慧用电系统等方面的建设提出了要求。
2智慧消防建设必要性当前消防安全管理普遍存在以下问题：2. 1精细化管理不足党委政府和领导层面对消防安全一贯高度重视，但消防工作压力传递机制不健全，基层自觉性不够高，监管部门常处于“小马拉大车”的困境。
图1:系统架构图2. 2技术手段建设滞后图2:电器火灾检测设备消防工作面临的任务压力不断变大。
基于NB-IoT技术的智慧消防系统设计与实现
35第2卷 第20期基于NB-IoT技术的智慧消防系统设计与实现*马元元1，郝海涛2，陈帼鸾1（中山职业技术学院，广东 中山 528400；中山开放大学，广东 中山 528400）摘要：基于NB-IoT技术构建无线传感器网络，实现消防监控数据定时采集和传输；基于华为IoT Studio云平台开发web应用，监控设备运行状态、修复设备异常；对监测数据进行分析判断是否发生火情；当险情发生时自动报警并能根据最新火情情况，避开着火路径，实时规划逃生路线，为人民生命、财产安全保驾护航。
关键词：NB-IoT；智慧消防；IoT；Studio中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）20-0035-031 国内外研究现状21世纪以来，西方国家将远程监控运用到消防监测中，研发出一些应用在消防监控管理、火灾逃生等方面的监控系统。
美国的Honeywell公司通过WIFI技术和PKI技术，构建了云服务系统，硬件可以方便的接入云端，在云端平台不仅能够对设备故障进行自我诊断，而且能够进行二次开发，使得它的消防报警系统维护和升级非常方便[1]。
德州大学的阿灵顿分校检测环境数据、并将这些数据在云端存储、运算后传输给手机App系统，为客户提供环境检测相关服务[2]。
在日本，消防管理系统能够采集到火灾现场的火灾数据和消防设备数据，通过对数据的分析，可以将火灾发生时疏散的线路显示在地面上，帮助逃生人员逃生[3]。
国内随着互联网技术的发展，信息技术与消防监测结合的研究逐渐引起国家、企业的重视，消防监测智能化程度逐步提升，在消防监测数据采集、数据处理和数据应用方面都有较快的发展。
丁祥郭提出了一种基于混合云的消防救援队伍信息化平台架构设计，为智慧消防云平台的设计提供了新思路[4]。
韩双成等基于ZigBee技术和RSSI算法定位消防员实现城市消防应急系统[5]。
李天才等基于同步信道的LoRa自组网无线通信专有协议，融合物联网、中继器、网关、云平台，建成智慧消防监控平台，同时开发手机监控平台，实现消防监控与管理智能化，实时获取防区设备动态，提升火情响应效率[6]。
基于NB-IoT的智慧消防系统设计
基于NB-IoT 的智慧消防系统设计姜韬1，徐志平2（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081；2.中国人民解放军96862部队，河南洛阳471003）收稿日期：2021-03-220引言随着社会不断推动城镇经济建设与转型，作为保障居民财产与安全的消防措施也应该与时俱进，进而提升灭火救灾能力。
但是，传统消防仍旧存在许多问题，诸如：依赖于消防安全管理人员的监督力度与管理手段；无法预知、反映与处理监控地区的火灾情况；当火灾发生时，处理流程繁琐与低效，不利于及时处理火灾情况；消防设备的安装与布线程序复杂、成本较高，且维护困难等，已越来越不适应现代社会的要求。
因此，迫切需要一种替代传统消防模式的方案。
另一方面，移动通信领域正逐渐转向物与物之间的通信。
物联网逐渐成为新时代通信领域的主力干将，可使用信息传感设备，根据硬件通信协议（如MQTT ，CoAP ，AgentLite ），实现物与物之间的网络链接进行信息交互，并可人为对设备下发命令、监控、定位与管理等操作。
诸多工业产业将产生海量连接需求，远远超出目前的人与人之间通信的实际市场。
然而，当下的许多物联网络技术在实现物链接上却显得能力不足。
NB-IoT 因其海量链接能力、低功耗、低成本以及覆盖范围广阔等优点[1]，在处理上述难题方面显得得心应手。
本文提出基于NB-IoT 技术的智慧消防方案[2]，与传统消防相比，智慧消防是指运用NB-IoT 物联网技术，将信息传感与通信技术结合，达到实时、动态实现烟雾浓度数据、信号强度采集、通信、处理与报警等功能，提高灭火救灾的执行效率，实现消防监控的信息化。
显然，此项研究对于消防与物联网领域将具有实际应用价值[3]。
1系统总体设计NB-IoT 智能消防设备独立组网由烟感模块和蜂鸣报警器组成的感知层设备与NB-IoT 通信模组组成，在有效范围内实时监测烟雾浓度、信号强度等参数并判断火灾状况，同时可采集设备自身运行数据（设备名称、设备网络状态、设备类型与报警情况）实时上传至OceanConnect 云平台[4]。
高校智慧消防NB-IOT技术应用和实践
高校智慧消防NB-IOT技术应用和实践摘要：本文主要阐述了中国联通某分公司在某大学NB-IOT智慧消防用电安全项目具备“高密度、高频次、高可靠”业务特征需求，结合NB-IOT网络的特点，重点从容量、专网、错峰机制、频率组网、业务参数等“五个维度”应用分析，并在现网进行实践，有效实现了该NB-IOT项目的“三高”特征需求。
关键词：NB-IOT；容量计算；错峰机制；VPN专网；异频组网一、概述大学校园NB-IOT智慧消防项目的应用和实践，该NB-IOT项目主要是基于NB-IOT微型断路器实现学生与教师宿舍的消防、用电安全，是一种“高密度、高频次、高可靠”的典型应用场景。
在实践中，通过“小区扩容、VPN专网组网、上行错峰、大话务参数实施、异频插花组网”等多种手段，有效的解决项目实施过程中的诸多问题，实现接入成功率99%、实时在线率99%的组网目标。
二、NB项目业务特点及挑战NB智慧微型断路器主要应用于学生宿舍和教职工宿舍的智慧消防用电安全，根据业务要求和设备安装区域，形成与NB传统应用技术相背道的“三高”特征。
“三高”特征如下：● 高密度：0.07平方公里（200米×300米）范围内安装2650+台NB设备；● 高频次：间隔5分钟上报1次终端数据；● 高可靠：所有终端均时时在线，并可随时查询和监控相关信息。
在调试过程中，存在终端在线不稳定、RRC连接成功率低等问题，通过终端侧、无线侧、组网结构、应用平台等端到端进行全面分析，定位以下原因：● 高密度安装、高频次上报，小区容量不足；● 数据并发冲突重传导致上行干扰抬升，进一步降低数据发送成功率；● 终端频繁发送心跳包，加大网络负荷与并发冲突；● 下行小区间干扰，降低容量，并影响数据发送成功率；● NB终端不上报数据，导致部分时段出现离线。
（一）NB-IOT的小区容量估算NB接入过程符合泊松分布模型，碰撞概率P与每秒接入次数G关系：P＝1－e-G/（竞争前导数量×每秒物理随机接入信道数量）NB共12个子载波即12个竞争前导，每秒物理随机接入信道（PRACH）数量=1000/PRACH周期（ms）。
基于NB-IoT技术的车用智能灭火设备系统设计与应用
物联网技术 2020年 / 第6期820 引 言随着人们生活水平的提高和科学技术的不断发展，汽车保有量也逐年攀升。
据中国汽车工业协数据显示：截至 2019年6月，全国汽车保有量达2.5亿辆，其中私家车的数量[1]达1.98亿辆。
由于汽车属于密封空间，起火事件难以第一时间发现且蔓延迅速，车主很难直接运用已备的传统设备进行灭火，因此自燃、碰撞起火等事件时有发生。
据统计，2007—2011年间，全国每年约发生1.1万～1.3万起汽车火灾[2]。
1 需求分析1.1 汽车火灾特点车辆空间属于密闭空间，构造复杂且汽车的构造材料中有油箱、燃油管、线束等多种可燃材料，燃烧后可能导致爆炸并产生大量有毒气体；另外，缺乏有效的预警手段，难以提前监测火灾风险，燃烧成势后才被发现。
所以汽车火灾相对其他灾害，存在起因复杂、火势迅猛、损失大等特点[3-4]。
1.2 客户需求分析（1）车辆主管部门通过打造“物联网+智能灭火”综合信息管理平台，依托物联网技术实现车辆灭火设备监管，通过PC 端和手机APP 远程登录监控车辆防火设备状态。
（2）车主需求及时知晓车辆的温湿度数据。
该数据发生较大变化时，及时采取相关措施进行干预，及时停止车辆运转并检车车辆状态，防止车辆发生火灾。
同时，在车辆发生火灾前期，及时自动或手动启动灭火器，在火灾发生关键期进行灭火，降低生命财产损失。
2 系统设计2.1 整体解决方案车用智能灭火解决方案基于NB-IoT 技术，目标车辆发动机所处环境的温度、烟雾、压力等数据，实时传回物联网开放平台进行相应数据分析，建立车辆火灾分析预判模型，为车主及主管单位提供智能化监管手段、有效决策依据。
图1 车用智能灭火设备系统结构2.2 联网技术选择窄带物联网（NB-IoT ）是一种全新的基于蜂窝物联网的窄带物联网技术，是3GPP 组织定义的国际标准。
其网络架构的设计与搭建与2G ，3G ，4G 网络既有相似性，又有新的特征。
车用智能灭火系统是基于传统车载灭火设备的智能化改造，即灭火箱体与传统灭火器一致，仅设备顶部的手动启动装置进行升级改造。
基于NB-IOT技术的智慧消防云平台
基于NB-IOT技术的智慧消防云平台消防安全关乎着社会安定，人民生命财产安全，重大灾难性事故造成的灾难性后果更是让人不寒而栗。
随着物联网科技的发展，郑州金特莱设计生产了基于NB-IoT(窄带物联网)具有海量连接、深度覆盖、超低功耗、低成本等重多优势的NB-IoT智慧消防云平台。
郑州金特莱智慧消防云平台是基于传感器、嵌入式系统和无线通讯、NB-IoT物联网技术，应用于学校、医院、工厂等众多场景下的优秀消防领域的“智能解决方案”产品。
通过应用NB-IoT烟感探测器、可燃气体探测器、电气火灾探测器、电弧探测器、水压探测器等反传感终端，实现消防监控无线数据采集，无线通信；消防设施的数据采集以及火灾隐患排查，结合地图的定位、应急、导航和视频监控，运用网格化、可视化、大数据等管理方式，为消防部门和企业提供综合性消防安全信息服务。
消防作为安防领域最重要基础设施之一，是预防火灾、保护市民生命财产安全的重要屏障。
本公司致力于NB-IoT的应用和推广，深入NB-IoT项目的落地实施，提供示范性和规模化的应用项目，助力建立“智慧城市”的建设。
产品特点及介绍：其一，依托云计算平台系统建立完善的智能消防数据管理平台，对消防进行及时、高效的监管。
其二，通过本套智慧消防系列产品的众多传感器终端将报警信息通过NB-IoT远传至监管中心，实现及时报警。
其三，通过水压探测器，水液位探测器等的动态实时监测，通过NB-IoT将报警信息远传至监管中心，确保未发生火灾前消防栓处于可用状态。
其四，贤芯智慧消防系列可实现通过手机APP对其进行无线维护，并且手机APP能够随时查看报警信息，通过访问系统确定消防位置。
消防不仅要做好城市防火综合规划、梳理科学实践目标，明确消防原则，指定优秀控制策略，胜谷科技贤芯智慧消防系列通过追踪科技的前沿以及对未来趋势的判断，为企事业提供安全可靠高效的智慧解决方案，借助科技的力量提升现代化智慧城市综合防火能力，降低火灾事故不良影响，创设良好的社会效益，为消防领域贡献自己的力量。
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被安装监测设备的用户+网格员=义务消防员（强制使用APP）
3
火灾监控云计算信息平台
平台的监控方式
绑 定 手 机 微 信 推 送 远 程 监 控
APP
3
信息平台
PC端
24小时专人值守 定制监控范围
监控系 统平台
手机移动端
微信、APP与义务消防员保持联络
检索周边 消防资源
NB-IoT助力智慧 消防快速发展
火灾产生的原因及分析 火灾监测预警方案及技术 火灾监控云计算信息平台 成果与困境
结论
1
电气火灾产生的原因及分析
电气火灾的起因
04
漏电
03
燃烧快
谐波效应
损失大
过载
引起电气火 灾的内因
短路
02
随机性
01
隐蔽性
电气火灾的特点
2016年宝安区电气火灾 占各类起火源的60.5%
智慧 消防
2
传感器报警到平台报警只有10秒钟，通知到当事人30秒
电格监控 中心
2
云预警 平台
智慧消防APP
烟感
可燃 气体
电气线路温 度、漏电流 监测
防过载 插座
智慧消防服务站
2
火灾监测预警方法及技术
测温式电气火灾监控预警技术
数字式温度传感器测温预警技术
•远程监测环境温度； •远程监测电线温度； •电流过载，温度超过65℃ 产生预警。 监测线路电流过载
全国2015年-2017年安装数量汇总
序号 安装位置 安装数量 可燃气体 71 425 62 电气火灾 图像监测 安全插座 无线烟感 监测点数
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
百货
小商铺 餐饮 宾馆 学校 休闲娱乐 工厂 大型酒店 农贸市场 住宅 出租屋 写字楼 美业 合计
报警，也无人知晓 电池供电限期一年，绝大部分因无电处于 不工作状态
2
火灾监测预警方法及技术
电子鼻技术
•当天然气、石油液化气浓度超过阀值 •现场和远程值班室同时报警，现场自动关闭管道
深圳安装了404个
2
消防远程监测
城市消防集中监控远程监测
设备损坏
各种报警
监控设备停电
无人值守， 可以远程报警
及时发现 设备损坏
2
火灾从起火到蔓延，只有5-7分钟时间，如何早发现、 早预警、早处置、早救援是关键。 • 早发现：需要 探测消防隐患的 多种探测器 • 早救援：越早 组织有效救援力 量，效果越好 • 早预警：将探测 的数据及时传递到 云端进行分析预警 • 早处置：早期 火灾隐患得到有 效处置，99.9% 火灾可以避免
32
1016 499 121 27 39 381 2 5 106 14 2 22 2266 2 631 71
258
582 294 168 435 59 2077 43 134 140 11 276 17 4494
69
24 41 35 56 41 1186 19
558
3688 1203 560 270 387 43000 610 2890 4620 1637 470 107
深圳市鑫升新能源有限公司——
南极光电子4栋1楼配电房现场实测温度75.5℃；（线路上绝缘胶布已有融化迹象）
3
火灾监控云计算信息平台成果汇报
平台实际监控案例
4
目前困境
•成本高：GPRS/LORA成本比较高 •能耗高：一般电池很难维持，需要AC转DC •施工难：AC转 DC施工成本增加 •覆盖低：设备在线率不稳地，日常维护难
2017年6月3日-24日，平台报警统计
无线感烟报警：80次，1次为有效预警 可燃气体泄露报警：17次，全部为有 效预警 线路温度过高报警：58次，其中30次 为有效预警
无线感烟有效预警31 次 可燃气体泄漏有效预警 25次 线路温度过高有效预警 860次
3
火灾监控云计算信息平台成果汇报
平台实际监控案例
火情 接收
新闻 接收
参与 救援
消防知识 宣传答题
商圈服 务项目
3
平台应急处理方案
报警应对，三级方案
一级
报消防部门，并采取二级措施
二级
通知业主断电，并上门勘察
三级
通知业主隐患，次日上门勘察，备案消防安监部门， 在业主整改后进行验收
3
火灾监控云计算信息平台成果汇报
平台实际监控案例
2014年10月1日至今
在深圳46个单位进行安装
3
火灾监测预警方法及技术
配电系统全方位监测总图
配电房：主线路漏电、过载、温度 配电箱：线路漏电、过载、温度 插座：过载、漏电
3
网格化500米群防群控救援圈
传感器报警+119报警
协助救援早期灭火，并指导人员疏散
吸纳2000多人成为义务消防员
数据中心确认火情
机器人+无人机
1
火灾产生的原因及分析
电动车电池过充
电池过充 电解液发热 熔融，短路 热扩散， 电解液着火 有毒气体扩散， 中毒死亡
深圳沙井8.29火灾现场照片
1
火灾产生的原因及分析
消防管理缺失 平台实际监控案例
•缺水：消防水池、消防管缺水（消 防水压缺少监测） 抽烟 •实际监控 •缺失：消防设备(传感器）缺失
112
992 309 1354 221 47 4183 20 99 107 169 162 37 7812
3248
2830 2184 4249 3757 1546 41545 371 718 883 387 2370 80 64168
1471
60000
3
火灾监控云计算信息平台成果汇报
平台实际监控案例
接触不良
1
可燃气体火灾的原因及分析
可燃气体、液体火灾
燃气火灾的特点
甲、乙醇 石油 液化气 石油液化气+甲醇，腐蚀橡胶件 泄漏 引爆
01
普遍性
02
爆燃
03
燃烧快
04
损失大
天那水
燃气火灾的 内因
天然气、 煤气
气、煤油
私接天然气管道，水胶布代替专用件 泄漏 引爆
电气切割用电火花油（主要为煤油）排风降 温措施不当，引起火灾
避免线路老化
监测了近60000条线路
2
火灾监测预警方法及技术
电气火灾剩余电流监控技术
原因
电线绝缘层老化破损 用电设备的年久失修 线路的人为误接
现象
出现异常剩余电流： 线路漏电
隐患ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
产生电弧或电火花 导致火灾
可以远程监测电线及设备漏电
2
火灾监测预警方法及技术
电池安全充电管理
远程监测充电电池温度、H、CO 用以判断是否更换电池
•超过45 ℃自动断电
避免龙华清湖电动单车充电火灾1起
2
火灾监测预警方法及技术
电气火灾烟雾监测技术 电格联网式感烟探测器
如果设备断电，后台有提示警报 烟雾发生时，现场和远程可同时报警 后台有监控历史记录，数据可循
原独立感烟气的不足
仅现场蜂鸣报警，现场无人时，即使蜂鸣
安装了近8000个