基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

【摘要】電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是建筑消防的一部分，對早期預防電氣火災的發(fā)生具有非常重要的作用。信息和通信技術(shù)的目標已經(jīng)從任何時間、任何地點連接任何人,發(fā)展到連接任何物體的階段,而萬物的連接就形成了“物聯(lián)網(wǎng)”。本文主要探討如何有效合理地將移動物聯(lián)技術(shù)應用到電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中來,從而搭建一個完善的電氣火災監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)的應用系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)。

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延伸與應用拓展。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)及通信網(wǎng),其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。通過傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

1999年英國的Kenvin Ashton提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念,到今天,物聯(lián)網(wǎng)的應用已經(jīng)深人到各個行業(yè)、各個領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展更是日臻成熟和完善。借助于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù),對傳統(tǒng)的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行升級改造,讓電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)在防控火災方面發(fā)揮更好的作用,從而為這個社會的進步、百姓的平安做出更多的貢獻。

2 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)和三大要素

物聯(lián)網(wǎng)有三大要素,即①信息采集②信息傳遞③信息處理。它們的關(guān)系如圖1所示：

這三大要素決定了物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)體系,即感知層一令網(wǎng)絡(luò)層令一應用層“感知層”完成信息采集“網(wǎng)絡(luò)層”完成信息傳遞“應用層”完成信息的處理。如圖2所示：

3 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)延伸

根據(jù)的定義,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由電氣火災監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災監(jiān)控探測器、故障電弧探測裝置組成,并且通過網(wǎng)絡(luò)布線傳輸組成一個完整的監(jiān)控預警系統(tǒng)。這其實也是個三層的架構(gòu)體系,只要簡單地做一下延伸,就可以構(gòu)建出電氣火災監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

將剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災監(jiān)控探測器、故障電弧探測裝置等作為前端的探測器件來采集信息,構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的感知層。

將傳統(tǒng)的總線的有線短距離信息傳輸方式改成無線的等移動通道來實現(xiàn)不限空間和距離的傳輸方式,從而構(gòu)成移動物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層。

搭建一個綜合的開發(fā)式的監(jiān)控中心平臺相當于一個多用戶的電氣火災監(jiān)控設(shè)備,并允許客戶通過自己的賬號進人該平臺,隨時隨地的查看與自己相關(guān)聯(lián)的電氣火災監(jiān)控信息。監(jiān)控中心平臺也可以適時地將報警信息發(fā)送給相關(guān)單位和個人。這個監(jiān)控中心平臺及客戶端就構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的應用層。

4 電氣火災監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成及工作原理

基于上面的延伸分析,如果想組成一個完整的電氣火災監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),由如下幾部分組成：前端探測設(shè)備電氣火災監(jiān)控探測器、無線收發(fā)器及移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通道，監(jiān)控中心平臺，監(jiān)控客戶端。這幾個部分的關(guān)系如圖3所示：

4.1前端探測設(shè)備（電氣火災監(jiān)控探測器）

前端探測設(shè)備,也就是電氣火災監(jiān)控探測器,負責對電氣線路中的剩余電流、電流負荷、線纜及設(shè)備溫度等相關(guān)電氣參數(shù)進行適時探測和數(shù)據(jù)采樣,并對這些采樣數(shù)據(jù)進行適時的分析整理,數(shù)據(jù)如有異常即會發(fā)出聲光報警同時也會對電氣線路中的電弧現(xiàn)象進行有效的監(jiān)控隨時響應消防聯(lián)動信號,切實有效地防患電氣火災的發(fā)生。電氣火災監(jiān)控探測器外接無線收發(fā)器,會將適時探測采樣的數(shù)據(jù)及報警信息傳送給無線收發(fā)器,同時接收并響應無線收發(fā)器發(fā)送過來的各類控制命令。

4.2無線收發(fā)器及移動數(shù)據(jù)傳輸通

無線收發(fā)器通過連接前端探測設(shè)備電氣火災監(jiān)控探測器,接收前端探測設(shè)備傳送上來的采樣數(shù)據(jù)和報警信息,并將這些數(shù)據(jù)和信息,利用現(xiàn)有的DPRS和SMS或CDMAEVO移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通道發(fā)送至監(jiān)控中心平臺和使用單位負責人的移動通信設(shè)備上,實現(xiàn)意義上的電氣火災遠程無線監(jiān)控。同時也接收來自監(jiān)控中心平臺發(fā)送過來的控制命令信息,并將這些命令信息傳遞給前端探測設(shè)備。

4.3監(jiān)控中心平臺

監(jiān)控中心平臺由數(shù)據(jù)庫服務器和平臺應用軟件兩部分組成。數(shù)據(jù)庫服務器用來存儲使用單位的監(jiān)控信息,包括單位簡介單位定位信息監(jiān)控負責人姓名及組,領(lǐng)導報警短信通知號碼個安裝探測器數(shù)量每個前端探測設(shè)備的地址碼、移動號碼、安裝位置說明、監(jiān)控報警狀態(tài)。

平臺應用軟件適時顯示監(jiān)控及報警信息,并提供人機交互界面,方便工作人員對相關(guān)信息進行內(nèi)容編輯、信息記錄查詢等等。當某單位有電氣火災監(jiān)控探測器報警時,會自動彈出該單位相關(guān)信息,并且可以地圖上直接定位。

4.4監(jiān)控客戶端

在任何一臺能夠上Internat的電腦上登陸電氣火災監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),輸人用戶ID及密碼,即可進人監(jiān)控客戶端。此監(jiān)控客戶端能直觀顯示本單位所裝設(shè)電氣火災監(jiān)控探測器的相關(guān)信息。如每個探測器的地址碼、移動號碼、安裝位置說明及備注等等。安裝位置說明須分區(qū)域,區(qū)域下分某幢建筑物,建筑物下分樓層。并能實時顯示本單位每一臺電氣火災監(jiān)控探測器當前的監(jiān)控及報警狀態(tài)。并提供人機交互界面,方便用戶能夠編輯、修改相關(guān)資料,查詢相關(guān)歷史報警記錄等等。

5 與傳統(tǒng)的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)劣對比（見表1）

6 安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

6.1Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

  Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞自主研發(fā)的集監(jiān)視、報警、管理于一體的計算機測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于大型商場、生活小區(qū)、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場酒店等區(qū)域電氣防火的集中監(jiān)控管理。

  Acrel-6000/B型電氣火災監(jiān)控設(shè)備是Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的核心，監(jiān)控設(shè)備通過RS485總線與多臺電氣火災監(jiān)控探測器相連，構(gòu)成集散式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控電氣線路的工作狀態(tài)。

  監(jiān)控設(shè)備能實時接收處理各路探測器發(fā)送的漏電、溫度信號，同時在液晶屏幕上顯示，當漏電、超溫報警及電源或通訊發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備能發(fā)出聲光報警信號，在屏幕上顯示故障位置及報警類型，并具有數(shù)據(jù)存儲、查詢和報警控制信號輸出等功能，還具備對探測器的遠程復位控制功能。

  Acrel-6000電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)由Acrel-6000/B型電氣火災監(jiān)控設(shè)備、AAFD故障電弧探測器組成。系統(tǒng)各設(shè)備之間均采用485總線進行連接，施工布線簡單方便。監(jiān)控設(shè)備也可將數(shù)據(jù)上傳到云平臺。

6.2Acrel-6000/B電氣火災監(jiān)控設(shè)備

6.2.1面板元件布置及功能說明

圖1 Acrel-6000/B面板元件布置及功能說明

6.2.2技術(shù)參數(shù)

6.3安科瑞ARCM系列電氣火災監(jiān)控探測器

安科瑞ARCM系列組合式電氣火災監(jiān)控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統(tǒng)中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的聲譽電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預防電氣火災的發(fā)生。當被保護線路中監(jiān)控裝置參數(shù)超過報警設(shè)定值時，能產(chǎn)生報警和控制信號，以便消除剩余電流引起的電氣火災隱患。產(chǎn)品采用RS485或二總線進行通訊，可以與其它監(jiān)控報警器、監(jiān)控單元或監(jiān)控主機聯(lián)合組成火災監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區(qū)型的信息管理模式。

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域，符合GB14287-2014《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》的標準。

6.4安科瑞AKH-0.66L系列剩余電流互感器

安科瑞AKH-0.66L型剩余電流互感器于對低壓剩余電流信號的采集，可與電氣火災監(jiān)控裝ARCM系列、電動機保護裝ARD系列以及剩余電流繼電器ASJ系列配套使用。該產(chǎn)品二次可輸出0-5(2)mA或0-1V，有圓孔型和方孔型供用戶根據(jù)需求選用。

6.5 安科瑞AAFD型故障電弧探測器 

6.5.1安科瑞AAFD系列電氣火災監(jiān)控探測器的功能

監(jiān)測單相回路的故障電弧；通過對電氣線路的實時監(jiān)測能及時、準確的發(fā)現(xiàn)電氣線路中的故障和異常狀態(tài)，可幫助用戶迅速查明電氣故障發(fā)生的區(qū)域，以便及時消除電氣火災隱患；

具有聲光報警功能；本探測器尺寸小巧、安裝方便，采用標準35mm導軌安裝；具有故障電弧模擬發(fā)生功能，可以通過模擬故障電弧對本機進行性能測試；具有通用485總線接口，采用標準Modbus協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，信號兼容性強。

6.5.2 技術(shù)參數(shù)

7 小結(jié)

把移動物聯(lián)的技術(shù)應用到電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中,是對傳統(tǒng)的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行升級和更新?lián)Q代,使電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)突破了空間距離的限制,實現(xiàn)廣域的、城域的、甚至于全國范圍的集中式電氣火災監(jiān)控,為電氣火災監(jiān)控技術(shù)注人了新的活力,同時更擴大了電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的應用范圍。此外實現(xiàn)了監(jiān)控數(shù)據(jù)與監(jiān)控現(xiàn)場的分離,這為發(fā)生火災后的調(diào)查、事故原因分析提供了便利。新的電氣火災監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為我們構(gòu)筑了更加安全的用電環(huán)境,同時也描繪了更為廣闊的市場前景。安科瑞電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是一種電氣火災的早期預警系統(tǒng)，當線路或設(shè)備發(fā)生電弧故障（串聯(lián)電弧或并聯(lián)電弧）時，能夠及時并準確地給出預警或報警信號，將電氣火災扼殺在萌芽狀態(tài)。從預防做起，時刻防范，安全無小事，生命重于山。

【參考文獻】

[1] 呂樹偉.物聯(lián)網(wǎng)應用.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高峰論壇.2001：13

[2] 胡勇.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)[C].2013中國消防協(xié)會科學技術(shù)年會.中國科學技術(shù)出版社,2013.

[3] 消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)/防火門監(jiān)控系統(tǒng)/消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)/電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)選型手冊.2019.7版；