[0001] 本发明涉及一种物联网智能消防栓系统。

[0002] 火灾是时间或空间失去控制的燃烧。火灾时最经常，最普遍地威胁公众安全和社会发展的最要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。所以人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的。在遇到火灾时人们需要安全，逃生，和财产尽可能的降到最低。随着人类的发展，现在对生命安全和财产保护更为显的突出。

[0003] 国家在消防领域每年投入了大量的人力、物力用于消防基础建设。虽然得到了很大程度上的提升，当救火车水箱水用完时；依然很难及时找到最近的消防栓。

[0004] 相关部门需要调建设地图，查阅基建，而且难于判断消防栓是否完好。故此带来很多不确定性和不可靠性。在时间就是生命里，及时找到消防栓判断消防栓的完好显得尤为重要。

[0005] 现在消防栓都还是没有压力测试和位置标定，当某个地域发生火灾，消防员在用完自带水箱用完后无法在第一时间找到最近的消防栓。在于生命高于一切，及时灭火救出人员生命；保护国家财产和人们群众财产，让人们群众财产和国家财产损失降到最低。

[0006] 本发明其目的就在于提供一种物联网智能消防栓系统，具有操作简单、易于控制、可靠性高的特点。

[0007] 实现上述目的而采取的技术方案，包括消防栓的RFID监测系统、区域RFID控制系统、消防车手持RFID系统和消防中心RFID控制系统，所述消防栓的RFID监测系统包括ZIGBEE2.4G无线和消防栓压力采集，当消防栓静默状态系统处于NA级消耗状态，时隔一定时间采集消防栓压力通过ZIGBEE2.4G无线发送消防栓状态信息，发送ID号和状态信息；
所述区域RFID控制系统包括ZIGBEE2.4G无线、AP、GPS和控制器，区域RFID控制系统连接在交通控制箱内得到区域RFID控制系统供电；
所述消防车手持RFID系统包括ZIGBEE2.4G无线、AP、GPS和控制器；
所述消防中心RFID控制系统包括服务器和人机交互平台及后台软件。

[0008] 有益效果与现有技术相比本发明具有以下优点。

[0009] 本发明可根据消防栓的信息和区域信息绘出地图和位置信息发送至路上消防车，消防中心可通过控制系统发出相关部门协同救援信息。同时可对消防栓平时检测信息记录，提供及时维护保障。附图说明

[0010] 下面结合附图对本发明作进一步详述。

[0011] 图1为本发明的结构原理示意图。

[0012] 一种物联网智能消防栓系统，如图1所示，包括消防栓的RFID监测系统、区域RFID控制系统、消防车手持RFID系统和消防中心RFID控制系统，所述消防栓的RFID监测系统包括ZIGBEE2.4G无线和消防栓压力采集，当消防栓静默状态系统处于NA级消耗状态，时隔一定时间采集消防栓压力通过ZIGBEE2.4G无线发送消防栓状态信息，发送ID号和状态信息；
所述区域RFID控制系统包括ZIGBEE2.4G无线、AP、GPS和控制器，区域RFID控制系统连接在交通控制箱内得到区域RFID控制系统供电；
所述消防车手持RFID系统包括ZIGBEE2.4G无线、AP、GPS和控制器；
所述消防中心RFID控制系统包括服务器和人机交互平台及后台软件。
实施例

[0013] 消防的RFID监测系统，由ZIGBEE2.4G无线和消防栓压力采集组成。当消防栓静默状态系统处于NA级消耗状态，时隔一定时间采集消防栓压力通过ZIGBEE2.4G无线发送消防栓状态信息，发送ID号和状态信息所用时间1MS，消耗电流10MA，所以总体消耗电流极小，在4000MA时锂电池经过理论计算可用7到8年，传输距离不加AP情况下可传输方圆100米，并每一个消防栓都是全球独一无二的ID号，目的是防止消防栓重复，导致消防车判断失误影响救援。

[0014] 区域RFID控制系统是通过ZIGBEE2.4G无线加AP和GPS组成的区域覆盖。区域RFID控制系统可接在交通控制箱内得到区域RFID控制系统供电。

[0015] 区域RFID控制系统组成是ZIGBEE2.4G加AP、GPS、控制部分组成。

[0016] ZIGBEE2.4G加AP目的是增加ZIGBEE2.4G功率，从而实现远距离覆盖，保证区域消防栓在覆盖范围之内。ZIGBEE2.4G加AP覆盖范围是2.5公里。区域RFID控制系统通过ZGBEE接收到区域消防栓信息后，在通过GPS将区域的每个消防栓状态信息和距离发送到消防中心和消防和消防车上开启的手持设备中.从而消防中心能及时调度救援和消防车能及时找到相应消防算位置。区域RFID控制系统也是全球独一无二的ID号，目的也为了更对全球任意地方进行检测控制。

[0017] 消防车手持RFID系统。也是由ZIGBEE2.4G无线加AP，GPS，和控制器组成。采用双保险冗余技术，在有可能GPS失灵情况下依然可通过ZIGBEE无线技术找区域的每一个消防栓状态和距离。当在ZIGBEE失灵情况下可通过GPS系统得到相应的信息。手持设备同样采用ZIGBEE加AP技术，目的是增加信号对接强度，怕在火灾现场环境恶劣信号减弱而导致设备失灵而做的增强型设计大大较少了失误率和提高了产品的可好性及提高了信息交互性。消防车上手持设备同时可通过GPS反馈自己的位置，为消防中心提供合理预案和救援调度。手持设备是充电锂电池，也是低功耗模式，充满电可待机24小时。方便反复使用。大大提高可操作性和方便性。

[0018] 消防中心RFID控制系统是由服务器和人机交互平台及后台软件组成。消防中心控制系统可根据消防栓的信息和区域信息绘出地图和位置信息发送至路上消防车，消防中心可通过控制系统发出相关部门协同救援信息。同时可对消防栓平时检测信息记录，提供及时维护保障。为保障国家和人们生命财产提供的后勤保障。

[0019] 实施例1 一种消防栓压力低功耗无线传输监测系统本实施例的所述消防栓压力低功耗无线传输监测系统原料的组成如下（以所述消防栓压力低功耗无线传输监测系统的总质量为100%）：
组分 质量百分比%
液压传感器 70
锂电池 20
PCBA 10
通过如下步骤制备：
1、将一种消防栓压力低功耗无线传输监测系统设计成原理图。

[0020] 2、将原理图相关所有器件进行封装设计，建立网表3、将网表和相关器件导入PCB板
4、进行器件布局
5、进行LAYOUT
6、PCB加工及元器件采购
7、焊接器件
8、软硬调试及测试
9、进行相关环境试验。

[0021] 本实施例所得的产品，性质稳定，常温常压下，长期贮存（2年以上）不会变质。

[0022] 试验例1 一种消防栓压力低功耗无线传输监测系统性能测试1.消防栓压力低功耗无线传输监测系统效果测试。

[0023] 1.1测试设备仿真下载器、电流源表、频谱仪、网络分析仪、LCR电桥测试仪、万用表、电烙铁、锂电池、线性稳压电源、压力测试仪和各部分控制测量装置组成。

[0024] 试验时，通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0025] 1.2试验过程通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0026] 电流源表监测电流大时，需要在保证发射距离修改发射功率值，降低发射电流。通过电流表监测休眠时电流判断软件是否让硬件进入休眠。判断休眠醒工作时电流，对硬件外部器件进行调整修改。

[0027] 通过频谱仪判断发射中心频率判断设备的中心频点，再采用LCR电桥测试仪器，对其天线所采用的器件进行调试，调试出最佳的发射电路采用的器件。

[0028] 采用网路分析测试天线阻抗从判断天线是否合格及采取匹配电路对其进行调整。从而达到最佳效果。

[0029] 压力测试仪对其压力传感器进行测试是否合格。

[0030] 实验过程在实验室完成直至所以数据符合设计要求。并记录相关数据。

[0031] 1.3实验结果上述实验，测定RFID无线发射距离100米；低功耗是为1UA。工作发射25mA。

[0032] 4000mA工作7到8年2. 性能测试
2.1测试方法
在空旷下采用消防栓压力低功耗无线传输监测设备发送，消防RFID手持设备距离100米接收，测试1000次数据失误率和距离
2.2测试结果
距离100米，失误率1‰
2.3 测试结论
通过实施例1的消防栓压力低功耗无线传输监测设备测试结果可知，消防栓压力低功耗无线传输监测设备传输距离和失误率达到实际需求。

[0033] 消防栓区域RFID控制系统。自制一种消防栓区域RFID控制系统。中船消防设备有限公司。

[0034] 实施例2 一种消防栓区域RFID控制系统本实施例的所述消防栓区域RFID控制系统原料的组成如下（以所述消防栓区域RFID控制系统的总质量为100%）：
组分 质量百分比%
外盒 10
天线 5.0
PCBA 5.0
电源 80
通过如下步骤制备：
1、将一种消防栓区域RFID控制系统设计成原理图。

[0035] 2、将原理图相关所有器件进行封装设计，建立网表3、将网表和相关器件导入PCB板
4、进行器件布局
5、进行LAYOUT
6、PCB加工及元器件采购
7、焊接器件
8、软硬调试及测试
9、进行相关环境试验。

[0036] 本实施例所得的产品，性质稳定，常温常压下，长期贮存（2年以上）不会变质。

[0037] 1.消防栓区域RFID控制系统效果测试。

[0038] 1.1测试设备仿真下载器、电流源表、频谱仪、网络分析仪、LCR电桥测试仪、万用表、电烙铁、锂电池、线性稳压电源、压力测试仪和各部分控制测量装置组成。

[0039] 试验时，通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0040] 1.2试验过程通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0041] 电流源表监测电流大时，需要在保证发射距离修改发射功率值，降低发射电流。通过电流表监测休眠时电流判断软件是否让硬件进入休眠。判断休眠醒工作时电流，对硬件外部器件进行调整修改。

[0042] 通过频谱仪判断发射中心频率判断设备的中心频点，再采用LCR电桥测试仪器，对其天线所采用的器件进行调试，调试出最佳的发射电路采用的器件。

[0043] 采用网路分析测试天线阻抗从判断天线是否合格及采取匹配电路对其进行调整。从而达到最佳效果。

[0044] 压力测试仪对其压力传感器进行测试是否合格。

[0045] 实验过程在实验室完成直至所以数据符合设计要求。并记录相关数据。

[0046] 1.3实验结果上述实验，测定RFID无线发射距离2.5千米；低功耗是为1UA。工作发射75mA。

[0047] 2. 性能测试2.1测试方法
在空旷下采用消防栓压力低功耗无线传输监测设备发送，消防栓区域RFID控制设备距离2.5千米接收，测试1000次数据失误率和距离
2.2测试结果
距离100米，失误率2‰
2.3 测试结论
通过实施例2的消防栓区域RFID控制设备测试结果可知，消防栓区域RFID控制设备传输距离和失误率达到实际需求。

[0048] 消防手持RFID设备系统。自制一种消防RFID设备系统。中船消防设备有限公司。

[0049] 实施例3 一种消防手持RFID设备系统本实施例的所述消防手持RFID设备系统原料的组成如下（以所述一种消防RFID设备系统的总质量为100%）：
组分 质量百分比%
外盒 20
天线 5.0
PCBA 5.0
锂电池 70
通过如下步骤制备：
1、将一种消防栓压力低功耗无线传输监测系统设计成原理图。

[0050] 2、将原理图相关所有器件进行封装设计，建立网表3、将网表和相关器件导入PCB板
4、进行器件布局
5、进行LAYOUT
6、PCB加工及元器件采购
7、焊接器件
8、软硬调试及测试
9、进行相关环境试验。

[0051] 本实施例所得的产品，性质稳定，常温常压下，长期贮存（2年以上）不会变质。

[0052] 1.消防栓区域RFID控制系统效果测试。

[0053] 1.1测试设备仿真下载器、电流源表、频谱仪、网络分析仪、LCR电桥测试仪、万用表、电烙铁、锂电池、线性稳压电源、压力测试仪和各部分控制测量装置组成。

[0054] 试验时，通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0055] 1.2试验过程通过线性稳压电源供电通过电流源表监测电流，通过频谱仪采集设备中心频率。

[0056] 电流源表监测电流大时，需要在保证发射距离修改发射功率值，降低发射电流。通过电流表监测休眠时电流判断软件是否让硬件进入休眠。判断休眠醒工作时电流，对硬件外部器件进行调整修改。

[0057] 通过频谱仪判断发射中心频率判断设备的中心频点，再采用LCR电桥测试仪器，对其天线所采用的器件进行调试，调试出最佳的发射电路采用的器件。

[0058] 采用网路分析测试天线阻抗从判断天线是否合格及采取匹配电路对其进行调整。从而达到最佳效果。

[0059] 压力测试仪对其压力传感器进行测试是否合格。

[0060] 实验过程在实验室完成直至所以数据符合设计要求。并记录相关数据。

[0061] 1.3实验结果上述实验，测定RFID无线发射距离200米；低功耗是为1UA。工作发射35mA。

[0062] 2. 性能测试2.1测试方法
在空旷下采用消防栓压力低功耗无线传输监测设备发送，消防栓区域RFID控制设备距离200米接收，测试1000次数据失误率和距离
2.2测试结果
距离200米，失误率1‰
2.3 测试结论
通过实施例2的消防栓区域RFID控制设备测试结果可知，消防栓区域RFID控制设备传输距离和失误率达到实际需求。

[0063] 消防中心RFID控制系统。自制（工业计算机外购）一种消防中心RFID控制系统。中船消防设备有限公司。

[0064] 实施例3 一种消防消防中心RFID控制系统本实施例的所述消防中心RFID控制系统原料的组成如下（以所述消防中心RFID控制系统的总质量为100%）：
组分 质量百分比%
工业计算机 60
显示器 47
键盘 2.5
鼠标 0.5
通过如下步骤制备：
1、收集所有消防栓数据
2、通过计算描绘地图及相关数据生成DB数据库
3、显示消防栓地图标出消防具体位置，并标出有问题的消防栓。

[0065] 4、可通过人机界面进行通讯、操作及指挥。

[0066] 本实施例所得的产品，性质稳定，常温常压下，长期贮存（2年以上）不会变质。

[0067] 1. 消防中心RFID控制系统测试。

[0068] 1.1测试设备高低温测试仪器、震动测试、湿度测试仪、电磁兼容测试仪，对地电阻测试仪、对地电流测仪、稳定性测试。

[0069] 1.2试验过程通过高低温测试仪器对消防中心RFID控制设备高低温试验
通过震动测试消防中心RFID控制设备防震性
振动环境
应能在表1规定的振动环境下正常工作。

[0070] 表1：振动环境频率范围（Hz） 位移幅度（mm） 加速度幅度（m/s2）
1～16 1.0 —
16～60 — 10
通过湿度对测试消防中心RFID控制设备测定湿度工作范围
通过电磁兼容测试仪对消防中心RFID控制设备可好性
消防中心RFID控制设备持续不间断工作72小时。

[0071] 1.3实验结果上述实验，测定工作温度范围-20℃ 75℃，在颠震次数3000次、脉冲持续时间16ms、峰~
值加速度70m/s2的颠震环境下正常工作。接地电阻8Ω。

[0072] 2. 性能测试2.1测试方法
在低温-20℃工作24小时，在高温75℃工作24小时。在颠震次数3000次、脉冲持续时间
16ms、峰值加速度70m/s2的颠震环境下正常工作。

[0073] 2.2测试结果能在温度范围-20℃ 75℃正常工作，能在在颠震次数3000次、脉冲持续时间16ms、峰值~
2
加速度70m/s的颠震环境下正常工作。

[0074] 2.3 测试结论通过实施例2的消防中心RFID控制设备测试结果可知，消防中心RFID控制设备满足实际需求。

[0075] 本发明提供了一种包括消防栓的RFID监测系统、区域RFID控制系统、消防车手持RFID系统、以及消防中心RFID控制系统，是对目前消防栓的升级；从而做到了当发生火灾及时调度，及时响应，及时找到有用的消防栓，提供了及时损坏的消防栓进行维护及保养，在保护人们的生产财产同时检测了消防栓的好坏从而提高了消防基础建设。以物联网智能消防栓系统为基准，提供了全新的消防栓，而在现有的消防栓同样可以改造成物联网智能消防栓省了基建成本，同时解决消防栓位置问题。本发明还提供以所述实现了消防栓位置地图及编码的方法。