基于物联网技术的电气火灾监控系统设计.pdf
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1、第36卷第4期2022年第4期Vol.36 No.4N0.4.2022技术与教育TECHNIQUE&EDUCATION基于物联网技术的电气火灾监控系统设计孙学智(吉林工业职业技术学院智能制造学院,吉林吉林132013)摘要:电气故障是引起火灾的重要原因。由于传统的火灾报警器都是独立存在的,不仅没有组 网,数据也不同步,造成发生火灾后响应不够及时。为了对火情及消防设施进行智能化 监控与管理,应用物联网技术,将感知设备、监控平台、监管系统连接在一起,可以实现 数据共享,通过搭建智能、安全的消防体系,做到响应迅速、减少客户火灾损失,其中消 防系统数据也为后期维保提供了数据支撑。关键词:火灾监控;物联
2、网;智慧消防中图分类号:TP27 7汀P391.4 文献标识码:A1引言人口较多的商场和住宅区容易发生火灾,而 且人员密集环境复杂,更容易造成人员受伤或死 亡。根据数据显示,常见的发生电气火灾方式有 两种:一种是过热型火灾,由于电气设备的某个 部位过热,并未进行及时的修理,从而导致线路 绝缘层老化,甚至直接点燃可燃物。可能引起过 热型火灾情况有工作电压不符合用电器的额定 电压;用电器的线路发生短路;用电器的导体连 接部位解除不好,使解除电阻变大;用电器频繁 的启动关闭等。另一种是放电型火灾,由于产生 火花和电弧,点燃了附近的物体而发生火灾叭 可能引起放电型火灾情况有用电器的线路短路、单向短路或
3、者断路;通过用电器电压过大等。在 日常生活中,过热型电气火灾比放电型火灾发生 的多。面对这种情况,我国在住宅区和大型商场 等安装火灾探测报警系统,但是大部分火灾报警 器都是独立使用的,效果不是很理想,这就需要 进行技术创新,增加现代化的消防设备以及联网 管理监控系统。2国内电气火灾监控系统发展分析笔者认为,我国的电气火灾监控系统可以分 为三个阶段。第一阶段为多线制阶段,该阶段的电气火灾 监控产品_般只能利用开关量来控制,而且监控 设备和探测器的信号都是独立的,二者之间的信 号传递需要用传感器来完成,这就需要更多的线 路来连接,不仅增加成本,并且复杂的线路对于 后期维护而言较为困难,我国早期的电
4、气火灾监 控系统大多采用这种形式叫第二阶段为总线式阶段,随着通信技术的进 步,硬件成本也在逐渐降低。监控设备中常用到 总线技术,常见的有控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线、二总线和 RS-4 85 总 线。总线式电气火灾监控设备利用的是数字信 号,而不是开关量,此方法能够降低成本,并且更 有效、便捷地传递探测器的数据。现如今,我国采 用的电气火灾监控设备基本上都是总线式监控作者简介:孙学智(1982-),男,硕士,讲师。研究方向:电气自动化技术。基金项目:本文系吉林工业职业技术学院2022年院级课题“基于物联网技术的火灾监控预警系统研究”(课题编号:2
5、2ky10)的研究成果之一。孙学智 基于物联网技术的电气火灾监控系统设计17系统。尽管这种设备的扩展性相对较差,但是却 具有较高的稳定性。第三阶段为网络化阶段,随着5G技术的成 熟与应用,越来越多的电气火灾监控设备从总线 式阶段进入网络化阶段。该阶段中最重要的就是 物联网技术,物联网(internet of Things)就是把各 种信息传感器按照规定好的协议用互联网技术 连接起来,可以进行数据传输,信息交换和信息 处理。通过物联网技术,电气设备的线路可以被 工作人员远程的监控,也可以和消防部门的报警 系统直接关联。一旦发生电气火灾报警,消防部 门可以在第一时间知晓并及时赶来现场,从而有 效控
6、制住火灾或者把损伤降到最低。这样利用物 联网技术设计的火灾报警控制系统不仅有效地 解决了问题,更有效地规避了电气火灾W 检修 工作人员还可以通过网络化电气火灾监控设备 准确、快速地找到故障位置,从而从源头上减少 电气火灾的发生。在我国电气火灾监控设备逐步从总线式阶 段步入网络化阶段,许多电气火灾监控产品的龙 头企业不仅结合了国外成熟产品的科学技术,还 根据我国建筑物的特点进行了专属定制,进一步 促进了我国电气火灾监控设备的快速发展。基于 此,笔者设计了一套基于物联网技术的电气火灾 监控系统。3基于物联网技术的电气火灾监控系统设计3.1监控结构分析一方面,以往的电气火灾监控设备只能监控 单个建筑
7、物,因此监控整个商场或者住宅就需要 设置很多监控设备。监控点越多,线路就越多,数 据也就越难读取,这就对设备的质量提出了有更 高的要求。尤其是大型建筑物中的管道、线路比 较密集,一旦发生火灾将难以控制,因此应该针 对不同地点运用独立的系统进行监控。为此,笔 者针对大型商场或者楼层结构复杂的住宅区设 计了电气火灾监控设备,旨在实现更广范围的控 制,以及更精准地掌控。另一方面,由于传统的火 灾监控设备不能很好地监控大型商场,自然达不 到消防要求;检修也较为困难,而且一旦线路老 化,进一步增加了更新和升级监控设备的难度。通过以上情况分析可知,传统的监控设备仅能解 决单个建筑物的需求,若想将其应用到大
8、型建筑 中则需要增加上位机,并对各个建筑物的数据进 行采集和汇总,这就需要对硬件进行改进和更 新,同时还需要对上位机进行合理地改造和设 计,以提升工作效率,从而最大程度地采集和汇 总数据。只有更精准地找到问题所在,才能更有 效地预防火灾肌对于大型商场等大型建筑物而 言,所需的24小时不间断监控可以通过网络化 系统来实现。这样就能更清楚地掌握用电器的情 况,从而有效地预防火灾。基于物联网技术的智 慧消防系统原理如图所示。手机APP(用户)高兼容性 物联网传感器维保助手图1基于物联网技术的智慧消防系统原理18技术与教育通过建设图1中的智慧型消防平台,不仅能 够对消防系统、消防装备、消防设施和消防人
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