一氧化碳物聯網監(jiān)測報警系統(tǒng)

引言

一氧化碳是廣為人知的易燃有毒氣體，我國部分地區(qū)非職業(yè)性一氧化碳中毒事件時有發(fā)生。結合各地區(qū)的實際情況,制定切實可行的對于一氧化碳中毒的防范工作方案勢在必行。2006年11月9日各大部委聯合發(fā)布的《關于加強非職業(yè)性一氧化碳中毒防范工作的通知》（建城[2006]274號）中進一步細化了對于一氧化碳中毒防范的工作要求及部署安排。

1—氧化碳監(jiān)測報警系統(tǒng)

一氧化碳物聯網監(jiān)測報警系統(tǒng)可以實時感知一氧化碳濃度，預防事故發(fā)生。在發(fā)生事故時，系統(tǒng)能及時獲得相關信息,加快事件的應急處理。本系統(tǒng)的可靠性、實時性、自組織性、抗毀性、自診斷性等性能，將全面打造預防一氧化碳中毒事件的“預警一報警一輔助救助”新模式。

圖1所示是一氧化碳物聯網監(jiān)測報警系統(tǒng)的組網示意圖。

圖1  一氧化碳監(jiān)測報警系統(tǒng)設備組網示意圖

圖1中，無線局域網由智能接入網關、無線傳感器網絡中繼以及一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點等三級設備組成。一個無線傳感器網絡中繼與多個一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點之間為星狀網絡結構，多個中繼之間形成MESH網絡，智能接入網關以GPRS通訊方式實現無線局域網與廣域網的接入。

2一氧化碳感知節(jié)點的功能

通過一氧化碳報警監(jiān)控系統(tǒng)可以對一氧化碳氣體進行實時監(jiān)控，本地監(jiān)控端設備可以配置不同的無線定位報警終端和一氧化碳探測器，以滿足不同的應用需求。其具體功能如下:

一氧化碳濃度超標報警

一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點在監(jiān)測到一氧化碳達到一定濃度時將觸發(fā)報警，終端模塊可將報警信息即時發(fā)送到防控分中心，所有報警情況全部都會生成警報記錄報告。

緊急求助報警

在一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點的一側，裝有緊急求助按鈕。按下此按鈕，運營中心即可接到緊急求助信號將進行電話核實，如有險情則及時展開救助。

⑶電量報警

當一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點電源電量不足時，無線定位報警終端也會自動向監(jiān)控中心發(fā)出虧電報警信號，防止設備斷電。

分組管理

系統(tǒng)可以對一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點設置不同分組進行管理。分組是一個樹型結構，用戶可以根據地點、級別或者類型等要素對探測器進行分組操作，有利于探測器情況的整體掌握。

信息管理

可管理一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點及對應責任人的詳細信息，包括責任人姓名、負責區(qū)域、電話、備注信息、安裝位置、檢修時間等；還可提供一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點定期檢測的提醒。

生成報告

對一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點各種狀態(tài)及數據信息生成報告，以方便分析及總結。為方便管理，用戶還可以按需求生成報告保存起來或打印，便于以后查詢。

對外接口

防控分中心軟件具有對外接口，可方便地與第三方軟件對接。防控系統(tǒng)也可以使用自有的GIS平臺來對一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點進行監(jiān)控。

3組網規(guī)模

借用蜂窩覆蓋中的計算方法，假設無線傳感器網絡中繼的穩(wěn)定覆蓋半徑為50m，那么，覆蓋一個500~600m半徑的圓形區(qū)域需要169~217個無線傳感器網絡中繼，每個無線傳感器網絡中繼可以接入64個一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點(實際應用中一個中繼可以接入200個終端傳感器節(jié)點)，組網可以達到萬點級規(guī)模。

同樣，根據蜂窩覆蓋的方法進行無線傳感器網絡中繼部署，500~600m半徑的圓形區(qū)域的全覆蓋所形成的MESH網絡深度小于等于8,每個無線中繼的鄰居同級節(jié)點小于等于6個，圖2所示是系統(tǒng)無線局域網覆蓋示意圖。假如每個無線中繼的數據傳輸速率保守設為100Kb/s，通過計算，以每個一氧化碳濃度監(jiān)測傳感器節(jié)點采集的數據包長為50B，

實時性要求為5min計算，該系統(tǒng)最多可以支持1562個點

圖2  系統(tǒng)無線局域網覆蓋示意圖

4通信平臺

網絡的建設方法有很多，大體上分為無限網絡和有線網絡兩種。在項目實施的過程中，可以根據實施地點的具體情況應用不同的廣域網通信手段。比如可通過有線電視網絡，如通過歌華有線對城市居民用戶家中的探測器進行連接；而在有線網絡無法覆蓋的城市熱點地區(qū)，可通過3.5GHz的無線專

網實現數據通信;而對于區(qū)域較廣，用戶量適中的區(qū)域，貝何通過800MHz無線專網實現通信?？傊脩艨梢愿鶕鞘?

各類網絡覆蓋情況、地區(qū)特點、成本、穩(wěn)定性等因素，選擇不同的網絡實現數據通信，按照因地制宜、物盡其用、節(jié)約成本的原則進行通信平臺設計。

5結語

一氧化碳物聯網監(jiān)測報警系統(tǒng)已經在某郊區(qū)8000戶家庭中進行了安裝使用，并且獲得了良好的反饋效果，從根本上杜絕了發(fā)生事故的可能性。該系統(tǒng)不但可以應用于民居，也可以應用于各類住宅、酒店、餐館、礦井等其他公共場所或工業(yè)設施內。事實上安裝此設備，可以避免一氧化碳泄漏造成的災難。

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