一种消防栓监测系统和监测方法与流程

本发明涉及消防栓安全监测工程技术领域，尤其涉及一种消防栓监测系统和监测方法。

背景技术：

消防栓是城市消防的重要设施，有着严格的使用规定。近年来，消火栓被人为损坏、随意取水等情况频繁出现，监管难度大，给自来水公司和城市消防队的监管工作带来了巨大的困难，并因此产生了较大的安全隐患。消防栓本身是高压出水，主要作用是作为消防水源，并不是设计用来经常取水的，打开需要专用工具，私自取水往往存在野蛮操作、不规范操作，非常容易损坏消防栓，引起漏水，造成水资源的极大浪费。同时，私接消防栓取水还会影响供水管网的水压，导致管道周边用户的水压降低和用水困难，常规的消防栓口径一般有65mm、100mm，100mm等几种规格，其出水流量为70.65m3/h，假设每个消防栓平均每天偷水2小时，则每天每个消防栓水流失量约为141.3m3，约为普通用户一年的用水量，更为严重的是，私自操作消防栓，还有可能影响火灾救援。目前，自来水公司和城市消防队对消防栓的监管工作主要依靠人工巡查，需要投入较大的人力成本，而且效率很低，容易出现疏忽，导致数据不准确，而这些消防栓如果出现损坏或发生偷盗水时，不能及时发现，及时处理。

现有的消防栓监测系统主要有两种类型，第一种是在消防栓三个侧闷盖上安装传感器，用于监测消防栓的工作状态，然而，投入使用一段时间后，由于侧闷盖极易拆卸，导致传感器连同侧闷盖丢失现象十分严重，维护成本较大，无法准确地监测到出现盗取水资源的情况。第二种是通过磁开关、传感器、rfid证技术检测消防栓状态，人员持ic卡进行身份认证判断消防栓是否合法应用，这种方法的不足之处在于消防栓附加其他检测设备的空间有限，付加过多的传感器、身份识别等设备造成消防栓附加安装检测设备的空间不足，其次，如果消防栓不能外接电源，检测设备需通过电池供电，而rfid识别设备耗电量大，大大缩短电池供电时间，缩短电池寿命。

由于消防栓的安装非常分散，要想实时掌握消防栓的工作状态需要一种全新的管理手段。随着物联网技术的发展，通过各种有限和无线网络可以将物体和互联网融合，将物体的信息实时准确地传递到互联网上。因此，在消防栓上安装传感器定时采集相关信息通过网络传输，可以收集安装分散的消防栓运行状态。在此基础上消防栓监控平台软件就可以实现对安装分散且数量巨大的消火栓状态地集中管理，克服目前消火栓人工管理所遇到的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种消防栓监测系统，包括客户终端、云平台、通信基站和多个监测装置；

监测装置：所述监测装置安装于各个消防栓之上，每个监测装置均包括中央处理器、nb-iot模块、霍尔开关和磁扣套圈，霍尔开关安装于消防栓外表面之上并且与所述中央处理器数据输入端连接，所述中央处理器数据输出端通过nb-iot模块与所述通信基站之间建立有双向通信连接，磁扣套圈通过螺栓固定安装于消防栓出水阀门丝杆之上，磁扣套圈之上设有磁扣，磁扣可活动地触发霍尔开关，当霍尔开关触发时，霍尔开关向所述中央处理器发出阀门启闭异常信号，所述中央处理器通过nb-iot模块向所述通信基站发出阀门启闭异常信号，所述中央处理器还用于接收来自于所述通信基站的解锁信号，当所述中央处理器接到到该解锁信号时，无论所述霍尔开关是否触发，所述阀门启闭异常信号停止发出；

通信基站：所述通信基站与云平台之间建立有双向通信连接，所述通信基站用于接收来自于监测装置的阀门启闭异常信号并向所述云平台转发，所述通信基站还接收来自于所述云平台的解锁信号并向相应的监测装置转发；

云平台：所述云平台与客户终端之间均建立有双向通信连接，所述云平台用于接收来自于通信基站的阀门启闭异常信号并向所述客户终端转发，所述云平台还接收来自于所述客户终端的解锁信号并向相应的通信基站转发；

客户终端：所述客户终端用于接收来自于云平台的阀门启闭异常信号，并将该阀门启闭异常信号以用户可识别的方式向用户展示，当用户需要自消防栓以内取水时，所述客户终端向所述云平台发出解锁信号。

所述监测装置还包括倾倒检测传感器，所述中央处理器内部存储有消防栓相对于水平面之间的预设倾角阈值，倾倒检测传感器与所述中央处理器数据输入端连接，倾倒检测传感器用于感知该消防栓相对于水平面之间的倾角，再将所感知到的消防栓相对于水平面之间的倾角转换为相应的以电参数表示的倾角信号发送给中央处理器，所述中央处理器将该倾角信号与相应的预设倾角阈值相比较，当所述倾角信号大于预设倾角阈值时，所述中央处理器通过nb-iot模块向所述通信基站发出倾角异常信号，该倾角异常信号相继经过所述通信基站、云平台转发至客户终端，所述客户终端将该倾角异常信号以用户可识别的方式向用户展示。

所述倾角异常信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。

所述预设倾角阈值为360°。

所述解锁信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。

所述阀门启闭异常信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。

所述nb-iot模块通过at指令与所述通信基站建立双向通信连接。

所述中央处理器还以一定的间隔时间通过所述nb-iot模块向所述通信基站发出帧同步信号，该帧同步信号相继经过所述通信基站、云平台转发至客户终端，所述客户终端接收到该帧同步信号时，所述客户终端以用户可识别的方式向用户发出监测装置正常运行信号。

所述客户终端内部还设置有存储模块，存储模块内存储有阀门启闭异常信号、解锁信号、倾角异常信号和监测装置正常运行信号。

此外，本发明还提供了一种消防栓监测方法，包括使用所述的消防栓监测系统，包括以下步骤：

步骤一：将所述监测装置安装于各个消防栓之上，每个监测装置均包括中央处理器、nb-iot模块、霍尔开关和磁扣套圈，霍尔开关安装于消防栓外表面之上并且与所述中央处理器数据输入端连接，所述中央处理器数据输出端通过nb-iot模块与所述通信基站之间建立有双向通信连接，磁扣套圈通过螺栓固定安装于消防栓出水阀门丝杆之上，磁扣套圈之上设有磁扣，磁扣可活动地触发霍尔开关，当霍尔开关触发时，通过所述霍尔开关向所述中央处理器发出阀门启闭异常信号，通过所述nb-iot模块将该阀门启闭异常信号向所述通信基站转发，通过所述中央处理器接收到来自于所述通信基站的解锁信号，当所述中央处理器接收到解锁信号时，停止发出阀门启闭异常信号；

步骤二：通过所述通信基站、云平台将所述阀门启闭异常信号相继转发至客户终端，通过所述云平台、通信基站将所述解锁信号相继转发至相应的监测装置；

步骤三：通过所述客户终端接收来自于所述云平台的阀门启闭异常信号，将该阀门启闭异常信号以用户可识别的方式向用户展示，当用户需要自消防栓以内取水时，通过所述客户终端向所述云平台发出解锁信号。

上述技术方案具有如下有益效果：采用本发明的技术方案，通过将霍尔开关安装在消防栓阀门丝杆上，对消防栓阀门丝杆转动情况进行监测，当有人员盗取消防栓内的水资源时，消防栓阀门丝杆必然转动，从而发出阀门启闭异常信号，该信号并连同该消防栓的位置信息一同通过相应的通信网络发送至监控者的客户终端上，从而便于用户及时掌握每台消防栓的用水情况，迅速锁定消防栓出现盗取水资源的地点和位置，及时采取有效的措施进行处理，而用户需要正常取用消防栓内的水资源时，只需要通过客户终端发出相应的解锁信号，即可正常地取用某处消防栓内的水资源，此外，当出现人为破坏消防栓的情况时，通过倾倒检测传感器发出倾角异常信号，使用户及时、准确地锁定消防栓受破坏地点和状况，及时采取有效措施进行处理或制止，从而尽最大可能地减少了水资源的浪费，减少了非法盗取使用水资源和破坏消防栓的情况，为消防人员处置火灾灾情提供了方便，减少了城市安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明消防栓监测系统示意图；

图2是本发明监测装置示意图；

图3是本发明磁扣套圈安装示意图；

图4是本发明监测方法流程图。

图中：1-消防栓出水阀门丝杆，2-磁扣套圈，3-磁扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种消防栓监测系统，如图1、图2、图3所示，包括客户终端、云平台、通信基站和多个监测装置；

监测装置：监测装置安装于各个消防栓之上，每个监测装置均包括中央处理器、nb-iot模块、霍尔开关和磁扣套圈2，霍尔开关安装于消防栓外表面之上并且与中央处理器数据输入端连接，中央处理器数据输出端通过nb-iot模块与通信基站之间建立有双向通信连接，磁扣套圈2通过螺栓固定安装于消防栓出水阀门丝杆1之上，磁扣套圈2之上设有磁扣3，磁扣3可活动地触发霍尔开关，当霍尔开关触发时，霍尔开关向中央处理器发出阀门启闭异常信号，中央处理器通过nb-iot模块向通信基站发出阀门启闭异常信号，中央处理器还用于接收来自于通信基站的解锁信号，当中央处理器接到到该解锁信号时，无论霍尔开关是否触发，阀门启闭异常信号停止发出；

通信基站：通信基站与云平台之间建立有双向通信连接，通信基站用于接收来自于监测装置的阀门启闭异常信号并向云平台转发，通信基站还接收来自于云平台的解锁信号并向相应的监测装置转发；

云平台：云平台与客户终端之间均建立有双向通信连接，云平台用于接收来自于通信基站的阀门启闭异常信号并向客户终端转发，云平台还接收来自于客户终端的解锁信号并向相应的通信基站转发；

客户终端：客户终端用于接收来自于云平台的阀门启闭异常信号，并将该阀门启闭异常信号以用户可识别的方式向用户展示，当用户需要自消防栓以内取水时，客户终端向云平台发出解锁信号。

采用本发明的技术方案，通过将霍尔开关安装在消防栓阀门丝杆上，对消防栓阀门丝杆转动情况进行监测，当有人员盗取消防栓内的水资源时，消防栓阀门丝杆必然转动，从而发出阀门启闭异常信号，该信号并连同该消防栓的位置信息一同通过相应的通信网络发送至监控者的客户终端上，从而便于用户及时掌握每台消防栓的用水情况，迅速锁定消防栓出现盗取水资源的地点和位置，及时采取有效的措施进行处理，而用户需要正常取用消防栓内的水资源时，只需要通过客户终端发出相应的解锁信号，即可正常地取用某处消防栓内的水资源，此外，当出现人为破坏消防栓的情况时，通过倾倒检测传感器发出倾角异常信号，使用户及时、准确地锁定消防栓受破坏地点和状况，及时采取有效措施进行处理或制止，从而尽最大可能地减少了水资源的浪费，减少了非法盗取使用水资源和破坏消防栓的情况，为消防人员处置火灾灾情提供了方便，减少了城市安全隐患。

进一步地，监测装置还包括电池，电池通过电量检测器与中央处理器电性连接。采用该技术方案，可对监测装置的供电情况进行监测，以保证监测装置处于正常的运行状态。

此外，监测装置还包括倾倒检测传感器，中央处理器内部存储有消防栓相对于水平面之间的预设倾角阈值，倾倒检测传感器与中央处理器数据输入端连接，倾倒检测传感器用于感知该消防栓相对于水平面之间的倾角，再将所感知到的消防栓相对于水平面之间的倾角转换为相应的以电参数表示的倾角信号发送给中央处理器，中央处理器将该倾角信号与相应的预设倾角阈值相比较，当倾角信号大于预设倾角阈值时，中央处理器通过nb-iot模块向通信基站发出倾角异常信号，该倾角异常信号相继经过通信基站、云平台转发至客户终端，客户终端将该倾角异常信号以用户可识别的方式向用户展示。进一步地，倾倒检测传感器可由位移传感器代替。霍尔开关可由水压传感器代替。nb-iot模块可由lorawan模块代替。从而降低本发明的制作成本。

进一步地，监测装置安装于消防栓之上时，可使用树脂材料将各电子元件进行灌封处理，以避免监测装置受到人为破坏，延长其使用寿命，保证其运行可靠。

更进一步地，倾角异常信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。预设倾角阈值为360°。解锁信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。阀门启闭异常信号包括消防栓所处地理位置的位置信息。nb-iot模块通过at指令与通信基站建立双向通信连接。通信基站是中国移动、中国电信或中国联通中的任何一家公司所设立的运营通信基站。

进一步地，中央处理器还以一定的间隔时间通过nb-iot模块向通信基站发出帧同步信号，该帧同步信号相继经过通信基站、云平台转发至客户终端，客户终端接收到该帧同步信号时，客户终端以用户可识别的方式向用户发出监测装置正常运行信号。采用该技术方案，可使用户方便地了解处于城市内不同地域位置处的消防栓的状况，对其工作状况是否良好进行有效地判定，从而减少了投入人力进行巡查的工作量，减轻了劳动强度，提高了监管效率。

进一步地，客户终端内部还设置有存储模块，存储模块内存储有阀门启闭异常信号、解锁信号、倾角异常信号和监测装置正常运行信号。客户终端内还可以设置相应的应用软件程序，为用户提供消防栓信息录入，查找、删除功能；报警终端状态查询、导出，报警终端历史事件导出功能，报警处理记录功能，报警终端实时监控功能，向终端装置发送正常操作提示功能，远程定位消防栓功能，远程解除报警功能等，方便用户对消防栓进行监管。

此外，本发明还提供了一种消防栓监测方法，如图4所示，包括使用的消防栓监测系统，包括以下步骤：

步骤一：将监测装置安装于各个消防栓之上，每个监测装置均包括中央处理器、nb-iot模块、霍尔开关和磁扣套圈2，霍尔开关安装于消防栓外表面之上并且与中央处理器数据输入端连接，中央处理器数据输出端通过nb-iot模块与通信基站之间建立有双向通信连接，磁扣套圈2通过螺栓固定安装于消防栓出水阀门丝杆1之上，磁扣套圈2之上设有磁扣3，磁扣3可活动地触发霍尔开关，当霍尔开关触发时，通过霍尔开关向中央处理器发出阀门启闭异常信号，通过nb-iot模块将该阀门启闭异常信号向通信基站转发，通过中央处理器接收到来自于通信基站的解锁信号，当中央处理器接收到解锁信号时，停止发出阀门启闭异常信号；

步骤二：通过通信基站、云平台将阀门启闭异常信号相继转发至客户终端，通过云平台、通信基站将解锁信号相继转发至相应的监测装置；

步骤三：通过客户终端接收来自于云平台的阀门启闭异常信号，将该阀门启闭异常信号以用户可识别的方式向用户展示，当用户需要自消防栓以内取水时，通过客户终端向云平台发出解锁信号。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。