一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备制造技术

一种基于NB‑IoT技术的城市消防火栓监测设备，涉及城市消防火栓监测技术领域。本发明专利技术是为了解决现有消防火栓位置隐蔽不易被发现，且由于疏于管理而导致使用性下降的问题。本发明专利技术能够实现自主充电与供电，根据设定的时间间隔采集消防火栓的水位、水压、位置等信息，通过NB‑IoT低功耗低带宽的通信方式将上述采集的信息发送至远程监管端；当采集的信息发生异常时，能够实现及时的远程预警；当自身发生掉电、漏电时，能够实现自检报警。保证了监管人员能够及时发现问题，并根据位置信息进行现场处理。本发明专利技术通过北斗定位模块获取消防火栓的位置信息，并个性化的提供导航规划的服务，解决了人工作业下难以寻找的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备
本专利技术属于城市消防火栓监测

技术介绍
近年来，因为自然或者人为原因，在城市范围内的居民住宅区、餐饮店铺、公园、行驶车辆发生火灾的新闻层出不穷，在上述多种情况下，当事人或目击者大多采取拨打火警电话求救的方式。但消防警察到达现场需要消耗一定的出警时间，并且因为消防车的体积较大、移动不便等原因，在一些地势受限制的地方，展开灭火行动还需要浪费一定的时间，这期间造成的人力物力财力的损失不可估计。目前，在很多城市进行规划时，在群众居住、生活、出行较为密集的地点，都规划安装了室内或室外消防火栓，主要目的是应对突发的火灾。但在实际情况中，群众对放置在室内室外的消防火栓并不知情，不知道其具体位置，即使相关物业和基层管理组织进行了相关的介绍讲解，但多数抱着侥幸心理的人根本不放在心上，而真正碰到危险时又不能正确使用这类消防火栓，使之形同虚设。放置在室外的消防火栓一般设置在灌木丛或者路旁草丛等不明显位置，随着植物的成长，更容易掩盖其位置，在遇到危险时，群众很难发现其位置。并且，对消防火栓的维护仍旧停留在人工监测状态，因为其位置分散和隐蔽，很难做到及时全面的维护，工人进行维护时带来很大的困难，同时因为火灾发生可能性较小，对消防火栓的监测随着时间的推移，其重要性也在逐渐下降，好多消防火栓发生损坏或者断开供水等问题，也不能得到及时的处理，存在极大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有消防火栓位置隐蔽不易被发现，且由于疏于管理而导致使用性下降的问题，现提供一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备。一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，包括至少一个监测终端、远程监测管理平台和移动终端，监测终端位于被监测消防火栓内；监测终端包括：控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块、ADC模块和电源模块；超声波测距模块用于采集被监测消防火栓内部水位、并将水位发送给控制器，测压模块用于采集被监测消防火栓内部水压、并将水压发送给控制器，北斗定位模块用于对所在被监测消防火栓进行定位、并将位置信息发送给控制器，电源模块用于为控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块和ADC模块供电，ADC模块用于采集电源模块的供电电压、并将该供电电压转换为数字信号再发送给控制器；控制器内嵌有标准的水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值，控制器内部还有以下单元：将采集到的水位水压和电压分别与水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值进行比较，当任一信号超出标准阈值后，均发出报警信号的单元，将水位、水压、电压、位置信息和报警信号通过NB-IoT网络发送给远程监测管理平台的单元；远程监测管理平台用于将报警信息和位置信息通过Internet网和GPRS网络发送至移动终端。远程监测管理平台还通过NB-IoT网络向控制器发送设定时间间隔，控制器根据设定时间间隔、每相隔一段时间采集一次超声波测距模块、测压模块和北斗定位模块获得的信号。本专利技术设计一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，能够实现自主充电与供电，根据设定的时间间隔采集消防火栓的水位、水压、位置等信息，通过NB-IoT低功耗低带宽的通信方式将上述采集的信息发送至远程监管端；当采集的信息发生异常时，能够实现及时的远程预警；当自身发生掉电、漏电时，能够实现自检报警。保证了监管人员能够及时发现问题，并根据位置信息进行现场处理。本专利技术通过北斗定位模块获取消防火栓的位置信息，并个性化的提供导航规划的服务，解决了人工作业下难以寻找的问题。同时，远程监管端通过下放相关的权限，实现区域范围内消防火栓管理人员或者维护人员有针对性的、及时的维护、管理与使用，大大提高了城市消防火栓的使用价值，很大程度上保障了城市居民的人身与财产安全。附图说明图1为一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备的功能架构图；图2为监测终端的结构框图。具体实施方式NB-IoT技术，即窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)技术，是目前构成万物互联网络一个重要的分支，是最近两年在物联网领域一个新兴的通信技术。NB-IoT来源于蜂窝网络，由于其大约只需消耗180kHz左右的带宽，所以NB-IoT目前主要占用2G网络信道进行数据传输，也可以直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，能够实现低部署成本、平滑升级。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，相关测试表明。在极端条件下NB-IoT设备电池可以供其使用时间长达10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖，是物联网技术在智慧城市领域最热门的技术之一。本专利技术将上述技术应用到消防火栓的监测技术中，从而实现对消防火栓的监管，具体如以下实施方式所述。具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，包括至少一个监测终端、远程监测管理平台和移动终端，监测终端位于被监测消防火栓内，监测终端包括：控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块、ADC模块和电源模块。超声波测距模块用于采集被监测消防火栓内部水位、并将水位发送给控制器；所述超声波测距模块采用超声波传感器、固定在消防火栓内部的某一高度，可以测量出其距离水面的距离，根据模块放置的固定高度以及测量的距离，从而获得消防火栓的水位信息。测压模块用于采集被监测消防火栓内部水压、并将水压发送给控制器；具体为气压传感器放置于消防火栓内，采集气压信息等同于水压信息。北斗定位模块用于对所在被监测消防火栓进行定位、并将位置信息发送给控制器；在北斗定位模块返回信息包中，包括维度、经度、高度、磁场强度等信息，采用相关的算法即可得到精准的位置信息。电源模块用于为控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块和ADC模块供电。ADC模块用于采集电源模块的供电电压、并将电源端的模拟电压转换为可以量化的数字值再发送给控制器，控制器进行实时比较预警，在出现掉电漏电时及时向远程监测管理平台进行报警。本实施方式中，监测终端采集的消防火栓相关参数信息包含但不限于水位信息、水压信息，还可包括消防火栓其他重要的参数信息，可后续移植相关参数采集传感器与控制器相连，以实现所需功能。控制器(STM32系列芯片)内嵌有标准的水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值，控制器内部还有以下单元：将采集到的水位水压和电压分别与水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值进行比较，当任一信号超出标准阈值后，均发出报警信号的单元；将水位、水压、电压、位置信息和报警信号通过NB-IoT网络发送给远程监测管理平台的单元。具体的，所述远程监测管理平台适于设置监测终端进行参数采集的时间间隔值。在实际应用时通过NB-IoT网络与远程监测管理平台实现双向数据通信，远程监测管理平台能够将平台设置的监测时间间隔信息通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，其特征在于，包括至少一个监测终端、远程监测管理平台和移动终端，监测终端位于被监测消防火栓内；/n监测终端包括：控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块、ADC模块和电源模块；/n超声波测距模块用于采集被监测消防火栓内部水位、并将水位发送给控制器，测压模块用于采集被监测消防火栓内部水压、并将水压发送给控制器，北斗定位模块用于对所在被监测消防火栓进行定位、并将位置信息发送给控制器，电源模块用于为控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块和ADC模块供电，ADC模块用于采集电源模块的供电电压、并将该供电电压转换为数字信号再发送给控制器；/n控制器内嵌有标准的水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值，控制器内部还有以下单元：/n将采集到的水位水压和电压分别与水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值进行比较，当任一信号超出标准阈值后，均发出报警信号的单元，/n将水位、水压、电压、位置信息和报警信号通过NB-IoT网络发送给远程监测管理平台的单元；/n远程监测管理平台用于将报警信息和位置信息通过Internet网和GPRS网络发送至移动终端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，其特征在于，包括至少一个监测终端、远程监测管理平台和移动终端，监测终端位于被监测消防火栓内；
监测终端包括：控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块、ADC模块和电源模块；
超声波测距模块用于采集被监测消防火栓内部水位、并将水位发送给控制器，测压模块用于采集被监测消防火栓内部水压、并将水压发送给控制器，北斗定位模块用于对所在被监测消防火栓进行定位、并将位置信息发送给控制器，电源模块用于为控制器、超声波测距模块、测压模块、北斗定位模块和ADC模块供电，ADC模块用于采集电源模块的供电电压、并将该供电电压转换为数字信号再发送给控制器；
控制器内嵌有标准的水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值，控制器内部还有以下单元：
将采集到的水位水压和电压分别与水位标准阈值、水压标准阈值和电压标准阈值进行比较，当任一信号超出标准阈值后，均发出报警信号的单元，
将水位、水压、电压、位置信息和报警信号通过NB-IoT网络发送给远程监测管理平台的单元；
远程监测管理平台用于将报警信息和位置信息通过Internet网和GPRS网络发送至移动终端。


2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT技术的城市消防火栓监测设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋爱平，孙志刚，王国涛，穆钰莹，高萌萌，李硕，高亚杰，李超然，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23