NBIOT智能烟感系统

一、概述

    火灾无疑是人员安全和公共财产的最大威胁之一，近年来独立烟感越来越多，但由于独立烟感产品功能单一，只能发出声光报警，存在一定局限性。为降低火灾发生频率，减少火灾造成的危害，根据我国《火灾自动报警系统设计规范GB 50116 - 2013》中对烟雾传感器的安装规定，每个房间应该至少设置一只火灾探测器。而传统的烟雾报警器本身存在缺陷，有待解决。随着全国NB-IOT技术的成熟，新的智慧烟感解决方案势在必行。基于NB-IoT智慧烟感的引入解决了传统烟感器布线难、电池使用周期短、维护成本高、无法与业主及消防机构交互等缺点，采用无线通信，即插即用，无需布线，易于安装；功耗低，电池待机时长可达10年以上，无需频繁更换电池，有效降低维护成本。该智能烟感系统可通过监控系统软件包括网页端、手机端进行全方位监测，实时警情推送。监控系统软件集烟感的监控、数据采集、数据处理与一体，并依据一定的触发条件实施预警等功能。具有数据存储、数据采集、报警处理、报表打印、图形人机界面、系统安全性控制等众多功能。

    实时上报火灾状况，多维度、多角色、多状态及时通知火警状态，降低人财物损失；同时可接入大数据平台，帮助政府决策，治理消防隐患。智慧烟感的引入，帮助运营商开辟了新的机会点，增加收入的同时也开辟了一整片蓝海；也使得普通住户的业主在小投入的前提下对家庭火灾进行防范，保障了市民的生命财产安全；同时也给政府及相关的消防部门提高火灾防范以有力支撑，避免火灾造成的经济损失和社会危害。

二、系统特点
    NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NBIOT具有以下优势：

1.海量连接：每区可达10万连接。NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，这也就意味着，在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。

2.超低功耗：电池寿命长达十年。低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备，它们不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池使用寿命是基本的需求。在电池技术无法取得突破的前提下，只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。通信设备消耗的能量往往与数据量或速率相关，即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小，设备的调制解调器和功放就可以调到非常小的水平。NB-IoT聚焦小数据量、 小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，可以保障电池5年以上的使用寿命。

3．深度覆盖：能实现比GSM高20db的覆盖增益。NB-IoT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍，就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

4．安全性：继承4G网络安全能力，支持双向鉴权以及空口严格加密，确保用户数据的安全性。

5．稳定可靠：能提供电信级的可靠 性接入，有效支撑 IoT 应用和智慧城市解决方案。NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级，但是使用单独的180KHz频段，不占用现有网络的语音和数据带宽，保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以智能抄表应用为例，与采用有线PLC抄表数据回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保证数据成功回收率高，可靠性大大提高。

6. 低成本：低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存，所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗，意味着RF设计要求低，小PA就能实现;因为低带宽，就不要复杂的均衡算法。这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本也随之变低。

三、系统组成

本系统主要有NB-IoT烟感、监控管理软件、消防指挥中心等。

1、NB-IoT烟感

采用工业产品标准，能够满足消防要求，内置NB-IoT终端，主要完成烟雾浓度等数据的采集和处理、控制输出和进行数据通信、报警、接收远程命令、开关等等功能。

2、数据监控中心

监控中心由监控主机、人机接口、相关外设及与无线数据通信网接口等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行询问方式，完成监测、控制、采集、预警等多重任务。

监控系统软件是集烟感的监控、数据采集、数据处理与一体，并依据一定的触发条件实施预警等功能的系统软件。具有数据存储、数据采集、报警处理、报表打印、图形人机界面、系统安全性控制等众多功能。

3、消防指挥中心

消防指挥中心，按照现代化指挥中心方案建设，采用若干大屏幕以及控制台设置，更方便实施监测险情，以及险情出现时及时地遥控指挥，迅速遏制险情继续恶化。

四、可靠性

本系统需要较高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。

数据中心通过公网使用https接入物联网平台，从认证到数据传送整个过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。

五、总结

NB-IoT智能烟感实现了智能化监控，一旦发生火灾，报警系统会通过手机短信或自动语音立即通知业主、物业和消防安全员，确保及时疏散，减少人员伤亡，避免火灾造成的经济损失和社会危害，并实现公共消防服务的商业化运营。