2022年消防栓压力检测系统解决方案 .pdf

城市消防栓压力监测系统解决方案 V1.1 BEIJING HEXINJIACHEN INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. 北京合鑫佳晨信息科技有限公司 2015-10-8 编号V1.1 密级非公开阶 段 标 记O 档号HXJC20151008 保 管 期 限1 年部 门技术部编 写校 对审 核名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - 目录一、方案简述 . 3 二、方案设计依据及适用对象 . 4 2.1 方案设计依据 . 4 2.2 应用对象 . 4 2.3 应用方式 . 6 2.4 与以往传统人工检测的优势对比 . 6 三、城市消防栓压力监测系统设计 . 7 3.1 系统组成 . 7 3.2 系统硬件设计 . 9 3.2.1 硬件功能介绍. 9 3.2.2 硬件功能特性. 10 3.2.3 技术参数 . 11 3.2.4 安装接口示意图. 12 3.3 系统软件设计 . 13 3.3.1 上位软件平台. 13 3.3.2 数据通讯服务接口 . 15 3.3.3 系统软件界面实现 . 16 四、推荐使用力度 . 17 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 一、方案简述近年来，物联网技术在现代社会的方方面面都得到了广泛的应用，物联网技术将传统的物理设施与高速发展的互联网络进行联网，使一些传统的工作方式发生了质的改变，同时为后期的智慧城市建设提供了坚实的硬件基础， 本方案设计并实现了一种基于物联网技术的城市智能消防栓监控系统， 利用该系统， 管理者通过统一的管理界面就可以对整个区域内分布的消防栓进行检查。这一过程完全实现了实时性与智能化，对于提高消防系统的行动效率，消除城市安全隐患具有重大现实意义。城市的智能消防栓压力监测系统对于城市的基础设备升级，提高消防栓管理及维护有着重要的现实意义，现有的消防栓主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。 在消防队装备的消防车中，因自身运载水量有限，在灭火时往往需要寻找水源。这时，消防栓就发挥出巨大的供水功能。然而现实生活中， 由于一些单位和个人消防安全意识淡薄，消防栓被损坏的情况非常普遍， 同时有些单位为了节省用水成本直接把水管接在消防栓上进行取水操作， 不仅对消防水源产生影响，甚至会对消防管网压力造成降压。 一旦发生火灾， 这些消防栓将无法发挥其应有的作用，对人民群众的生命财产安全构成严重威胁。同时消防管网和自来水管网不同，消防管网的使用常常存在着不确定性，管网的压力平稳对于消防管网来说至关重要。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 二、方案设计依据及适用对象2.1 方案设计依据随着国民经济的不断发展，城乡基本建设规模逐年加大，特别是城市， 高层建筑不断增多， 消防系统也是保障楼宇安全的一个重要系统，而作为消防系统中的重要组成部分 消防栓，是保障消防安全的一个重要灭火设备。 随着消防栓的长期搁置，特别是对于一些旧的楼宇，消防栓在长期使用时主要有两方面问题：一是消防栓被破坏，二是水压不够，影响消防栓的灭火效果，导致火情得不到有效的控制。目前楼宇内监控设施不断完善，消防检查也逐渐正规化，但人工巡检不能监测管道内部压力，对于消防栓最根本的内在隐患也缺乏有效的实时监测，不能保证消防栓处于有效的状态，从而错过了灭火的最佳时机，国内由于消防管网压力不足或者压力过大造成的救灾不及时和消防管网爆管的情况每天都在发生。随着楼宇层数的不断增高，如何保证楼宇内消防管道压力能满足正常的灭火要求则需要一套监测系统进行实时的检测。2.2 应用对象1.测量消防栓栓口静水压和出水压，现行国家规范中室内消防栓栓口的静水压力不应大于0.8MPa； 消防栓栓口的出水压力不应大于 0.5MPa。 此外在 高层民用建筑设计防火规范GB50045-95中还对高层建筑最不利点消防栓的静水压做了如下规定：建筑名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 高度不超过100 米时，高层建筑最不利点消防栓静压不应低于0.07MPa。建筑高度超过100 米时，高层最不利点消防栓静水水压不应低于0.15MPa。可通过安装合鑫佳晨的数据通讯设备产品实现对这些消防栓栓口进行实时的监控。2.校核水枪充实水柱，对于建筑物内的消防栓水枪的充实水柱，一般不应小于7 米，但甲、乙类厂房，超过六层的民用建筑，超过四层的厂房及库房内充实水柱不应小于10 米；高层工业建筑，消防水枪补水充实水柱不应小于13 米。对于高层民用建筑，建筑高度不超过100 米的高层建筑，消防水枪充实水柱不应小于10 米，建筑高层超过100 米的高层建筑，充实水柱不应小于 13 米。3.通过城市消防栓压力监测系统实现对楼宇消防栓的压力监测及分析，远程通讯设备记录的数据直接传输到上位系统内，避免人为造假，并方便数据消防队统一存档；4.系统可实时监测消防管网的压力动态，压力超高或者超低都会产生报警信息及时通知消防监测中心，方便排查管网问题；5.通过对消防栓安置点的地理信息定位，在发生火情时可直接通过监测中心发现离火灾现场最近的消防栓位置，减少救灾时间；6.城市消除栓压力监测系统可对监测的压力进行实时分析，可通过管网压力的变化发现消防管网的爆管及擅自使用消防水源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 的情况，及时发现及时处罚；7.可替换目前消防管网未端试水装置的机械仪表，实现实时的数据传输和无人值守，发现压力问题时监测中心第一时间发觉；8.可通过携带合鑫佳晨数据通讯设备实现对所有消防管网未端压力进行定期安装巡检，巡检数据以无线方式传输到监测中心系统，进行统一存档和分析；2.3 应用方式1.动态巡检和消防设备管理一体化平台2.末端和最不利点的实时压力监控确保管道压力正常，可随时应对突发状况的使用2.4 与以往传统人工检测的优势对比1.传统方式人工误差大2.监测数据可人为更改3.无法达到实时监控，时效性差名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 三、城市消防栓压力监测系统设计3.1 系统组成城市智能消防栓压力监测系统由两部分组成，一部分为上位监控平台，另一部分为下位的压力采集设备，该系统采用服务器 终端模式进行设计。上位监控平台为用户提供了一个友好的数据查询及统计界面，在实时监测压力达不到某种程度时，系统会自动通过上位监控平台进行报警。报警产生后由现场维护人员进行相关的故障排查。下位数据采集硬件则负责采集消防栓压力信息，并对压力信息进行定时上传。图1 消防栓压力监控平台系统结构图系统的组成如图1所示，上位应用平台位于整个系统的最上层，主要负责对现场消防栓监测数据进行处理。现场消防栓监测设备主要负责消名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - 防栓压力数据的采集，把采集到的压力数据集中压缩打包，利用GPRS网络通过互联网等途径完成数据的传输。通信方式灵活：无线WIFI 局域网、 GPRS/3G/4G通过网络可选；完美的兼容性：系统兼容本公司的数据通讯产品的同时，系统可根据用户需要开发任意一方的数据通讯接口，保证数据的无障碍传输；丰富的管理功能：系统管理功能可以帮助用户增加多个操作用户，并为每个用户分配独有的操作权限，以免因为用户误操作导致的不必要损失；多功能布暑方式：系统采用B/S 架构开发，用户既可以单独布暑在一台电脑上作为单机系统使用，也可以布暑在服务器上供有网络条件的多用户同时使用；有效的数据管理：系统使用目前市场比较流行的MYSQL数据库，保证用户的每次检测都有完整的记录，以供后期的查询、导出、保存；数据的智能分析：软件实现数据采集、存储、分析完成智能化，用户只需要四步的参数选择操作便可以得出本次检测报告。整个数据分析过程完全按照国家标准实施；简单易用的操作界面：系统操作界面设计完全以用户的操作舒服度为标准，实现系统操作流程、数据查看方式图形化显示，使关键性的数据一目了然；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.2 系统硬件设计3.2.1 硬件功能介绍系统的硬件设计主要集中于智能消防栓终端上的硬件设计。包括通信模块， 采集模块与数据存储模块。基于无线通讯网络的通信处理模块的实现通信处理模块采用GPRS 模块作为具体的实现方案。GPRS模块可以通用无线通讯网络来完成移动数据的传输服务。利用该模块的无线功能， 可以不必再另行铺设网络，直接将数据终端与互联网融合起来。主控单片机通过串口与GPRS 模块实现数据通讯。采用RTU(数据传输单元 ) 方式的与互联网链接，将采集到的数据发送到服务器平台。消防栓信息采集模块的实现对于消防栓而言，其阀门的压力状态关系到出水量的大小，是最核心的数据之一。数据采集单元将消防栓压力传感器的输出信息通过模数转换后，成为数字量， 传输到服务器。从而实现消防栓压力实时信息的采集。智能消防栓终端的外形结构设计智能消防栓终端必须在原有标准消防栓的基础上进行设计，使之可以完全匹配原有的消防栓，并且由于增加了电子元器件，必须在外形结构上作到防水，坚固。同时还要兼顾无线信号的传输效果，将通信模块的天线进行优化布置。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.2.2 硬件功能特性图 2 合鑫佳晨数据通讯设备实物图可用于固定式安装长期对监控点进行监控，也可阶段监控用于巡检。本安型防爆，可用于燃气、石油等易燃易爆场所。防护等级为 IP68，可在户外或管道井等潮湿恶劣的环境中正常工作。外壳采用 PC防弹胶，搞冲击能力强，即使到碰撞或不慎摔地，也不会影响其正常使用。大容量的存储芯片、可存储长达100天的数据。无需提供外接电源，自备电池供电正常使用可工作1年。信息强弱探测，自我强化信号增益。数传终端结构采用模块化设计，模块化设计使产品整体可靠性更高，运算速度大大提高；有效的监控消防栓的水压情况，从根本上保障了消防栓的可用性；通过无线网技术使消防栓数据可以实时发送到远程控制服务器，避免了布线施工消耗的成本，使实时监测变得简单易行；解决了通过人工巡检和摄像头不能监测管道内部压力的问题；设备可接开关量信息，可实时采集消防泵的开关量进行实时上传；可内置继电器控制单元，在紧急状态下可实现对相关设备的开关控制；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.2.3 技术参数序号分类性能名称性能指标备注1 无线传输网络无线 GPRS网络2 数据寻址方式固定 IP及端口号3 数据传输方式TCP/IP Internet 4 无线传输频率GSM/GPRS ，850/900/1800/1900MHz4 频6 功能数采工作模式周期工作模式7 数采周期设置范围最小 10 秒8 数传周期设置范围最小 60 秒9 报警响应方式响应延迟： 1min 10 上传电量具备电量监测功能，报警输出11 接口数字量采集接口RS-485 可接震动传感器12 模拟量采集接口4-20mA 与压力传感器连接13 开关量接入有可采集水泵开启状态14 本地数据读取接口有15 SIM 卡座抽屉式卡座16 天线接口7dBi/50 /SMA阴头17 内部压力测量接口入口范围03psi 到 0500psi可选精度： 0.5% 18 电源电源供给3.7V 锂电池 (一次性 )/市电可用三年19 通信电流350mA 20 休眠电流3.2mA 21 物理环境适应性温度： -25 +70湿度： 5%95%RH ，非冷凝22 防护标准IP68 23 外型尺寸24 重量0.5 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.2.4 安装接口示意图图3 室内消防栓测压转换接口图4 室外消防栓测压转换接口图5 设备安装示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.3 系统软件设计3.3.1 上位软件平台城市消防栓压力监测系统上位管理平台是借助合鑫佳晨公司生产的数据远程通讯设备，利用JAVA 语言开发基于 B/S架构运行的数据显示与分析系统， 其主要用途是对数据远程通讯设备进行远程管理和控制。同时系统也可以根据要求接入其它基于TCP/IP通信的数据采集设备。通过系统的上位分析功能，可以把数据以多种方式呈现给客户，并且分析结果可以直观的以报表形式进行导出操作。系统上位的报警管理功能可以把消防栓的各项报警信息及时的以短信形式通知相关人员。 为了达到系统的便捷性，城市消防栓压力监测系统根据实际需要增加了对移动终端设备的支持，用户可通过智能手机或者PAD 实现对消防栓压力数据的实时查询和远程参数的配置。图6 城市消防栓压力监测系统结构图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - 城市消防栓压力监测系统的部署也实施，在相当大的区域范围内可实现对全区域消防栓的在线监控或者巡检监控。简化了监控流程，提高了检查效率和检查的准确性。对于消除火灾隐患，保护人民群众的切身利益都具有巨大的社会价值。物联网使现实世界中的所有物品与网络进行连接，实现了全面的智能采集，实时判断，即时传送的智能化，利用无线通讯模块将终端信息与互联网进行灵活快速的对接。从而完成了一个具有典型意义的物联网项目的探索与实现。图7 城市消防监测系统上位功能分布图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.3.2 数据通讯服务接口城市消防栓压力监测系统监控平台程序用于管理由全部智能消防栓终端组成的物联网络。系统整体运行后，进入实时数据监听状态，当下位数据通讯设备启动后将当前的压力数据打包发给上位数据通讯服务器， 服务器收到信息后对数据进行解析，并会反馈给下位机校验信息， 下位设备校验无误后会自动进入休眠状态。当出现消防栓压力突然增加或者减小情况时，数据通讯设备会自动唤醒向上位机发送压力报警信息。图8 设备数据发送示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - 3.3.3 系统软件界面实现图 9 上位系统软件界面截图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 四、推荐使用力度根据数据的连续性和准确性增强不达标消防主体的处罚力度；租用给自管户， 定期收集数据， 减少消防支队的人力成本和时间成本；防止利益关系造成传统的压力数据人工作假，并且防止检测未到达现场填报虚假数据的可能性；在城市的压力最不利点组成物联网， 通过远程监控实现消防管道的维护和运营管理；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -