基于有源電子標簽的電氣火災監控報警
第一節 系統介紹:
根據國家標準 GB14287-2005《電氣火災監控系統》以及相關規范《電氣火災監控系統的設計方法》,電氣火災監控系統的基本組成應包括:電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器以及測溫式電氣火災監控探測器等三個最基本種類組成。其中,剩余電流式電氣火災監控探測器又由監控探測器和剩余電流互感器(分閉口式、開口式兩種)所組成;測溫式電氣火災監控探測器由監控探測器和測溫傳感器所組成。本系統中著重介紹監控系統中的采集傳輸系統。系統連接示意圖如下:

無線技術發展到今天,特別是 寬帶擴頻技術的出現,使得無線通訊可靠性得到大大改善,在某些環境中,甚至超過有線的通訊可靠性。在很多場合下,綜合性能遠優于有限傳輸系統。本系統即使用了西谷曙光公司提供的基于DSSS技術開發的新一代無線傳輸技術。極大地提高了傳輸的可靠性,系統的穩定性。
系統組成: 本系統方案采用成都西谷曙光的成熟新一代2.4GRFID有源電子標簽系統。成都西谷曙光數字技術有限公司由美籍華裔歸國留學博士創立于2004年6月,公司通歷經8年的技術積累和不斷地創新實踐,開發出了一整套領先世界的全新一代無線智能傳感網技術系統,即超低功耗、超遠距離的四合一無線智能通信技術LDSW(Low Duty Cycle Smart Wireless)。其最大特點就是在無線通信設備超低占空比運行的前提下,利用“DNA檢測”和同一系統內“多頻道協同工作”等專利技術,實現超遠距離,快速和靈活可靠的雙向通信,低成本地來滿足物聯網各種底層信息采集傳輸的需要。其將一般簡單低成本的微型有源電子標簽,在不增加硬件成本的前提下,升級成為一種具有高度工作靈活性,超低功耗,超遠距離,并可自主運行程序的“無線智能終端”。LDSW集成了射頻識別、無線傳感網、實時定位、無線遙測遙控等多種功能與一身。它解決了物聯網產業發展的最大難題-如何低成本和超低功耗地來實現公網以下各種“物”信息的無線采集和傳輸問題。LDSW經過長期反復驗證、完善和沉淀,其領先性已得到國內外業界的公認。
本系統使用的設備共有四種:傳感器,接入器,集中器,信號檢測器四種產品。基本設計思路如下。
傳感器用于即前說明中的故障報警信號檢測設備,用于檢測各種信號(如漏電,溫度等),采集信號以RS485接口輸出。
傳感器檢測到信號后,將傳感器工作狀態(正常、報警等)通過rs485傳送給接入器,接入器通過2.4G射頻信號發送給集中器。
集中器收到各個范圍內的接收器數據,將他通過網絡或者光纖送往云平臺。
云平臺的數據用于提供各種客戶安全管理及預警服務。
傳統模式下傳感器和集中器的連接是以有線方式連接,組網方式各有不同(如 RS485、CAN等)。與傳統模式的電氣火災監控系統對比,本監控系統具有以下幾個優勢:
1. 實時監控,結合移動互聯網,消除了時間和空間的限制。監控平臺實時收集現場監控數據,并且主動推送給用戶,無論用戶位置在哪里,只要有移動互聯數據或者手機信號,都可以通過網絡或者短信接收/查詢到監控現場的實時狀態和數據。
2. 工程簡單,由于物聯網通訊設備可以選擇不同類型的無線互聯設備,所以安裝時不需要工程布線,也不用切斷正常供電,特別適合使用在沒有條件重新布線,老舊建筑等環境。
3. 成本大為降低,本系統采用無線工作方式,省掉了現場安裝布線的費用,并且可以用一個讀寫器管理多個傳感器(最多可管理數十個傳感器),相比原有有線系統單一讀寫器管理一個傳感器的工作方式,節約了讀寫器用量,整體成本下浮15---35%。
4. 成熟的防碰撞處理機制,本系統使用了機遇有源電子標簽的成熟的防碰撞機制,有效解決了多終端可靠傳輸問題,有效避免了多終端同時向中心傳輸的碰撞問題。
5. 獨立性強,各終端傳感器相互間無電氣連接,各自的故障相互間影響小。
6. 硬件擴展性強,增加或減少終端傳感器對于工程安裝幾乎不影響。
7.抗干擾力強,使用DSSS寬帶直序擴頻技術,大大提高了無線通訊的抗干擾能力,提高了通訊可靠性,結合西谷LDSW系統中的協議容錯處理機制,保證了傳輸系統的可靠性。
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第二節 設備介紹
2.1 集中器
集中器是有源電子標簽的數據接收和傳輸設備,它通過RF2.4G信號,與公網相連 ,它接到接入器的有效數據后,立即傳向控制中心或者云處理中心,上位機(控制中心或云處理節點)收到信息后,必須回以確認,否則讀寫器將把數據存在本地,讀寫器與上位機之間的通訊通道標準配置為RS232/RS485,網線、光纖通道可選擇購買串口服務器的辦法,將串口轉為網口、光纖接口
技術指標
外觀圖如下所示

輸入電壓:交流110~250ACV
采用多頻道/信道同時協同工作模式
超遠距離睡眠喚醒技術“DNA Check”(射頻編碼特征比對技術)
輸出接頭方式:航空接頭
輸出接口:RS232/RS485
數據接口不支持熱插拔
采用防水設計,防雷設計
控制負載工作電壓:AC220V
外殼:塑料
功能特點:
能夠操作有源電子標簽,能夠接收標簽的盤點信息
多信道工作能力
能夠方便的實現功能和設備的拓展,成為無線智能網絡的通用節點
支持西谷曙光企標RFId2010V1.0以及RFId2010V1.1(ascii指令集)
讀寫器的工作指標如下表所示。
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工作溫度 |
–35° to 85°C |
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發射電流約 |
400 mA |
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接收電流約 |
130 mA |
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天線類型 |
外置SMA天線 |
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接收靈敏度 |
-102 dBm |
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輸出功率可達 |
小于20dBm |
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可視通信距離 |
≥1.5km |
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傳輸速率 |
125kbps 可調 |
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工作頻率 |
2.4Ghz~2.498Ghz |
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串口工作速率 |
2400~115200bps(可選) |
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DSSS通信方式 | |
2.2接入器
是西谷公司的專利產品,具有低功耗,智能接入等功能,它是西谷公司物聯網的終端接入設備,是物聯網的關鍵節點,需要接入物聯網的設備均可通過本節點進入物聯或者傳感網絡,他根據客戶的應用環境和使用用途不同,其功能、外觀和結構也有所不同。
技術指標
外觀如下

接入器技術參數
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工作溫度 |
–35° to 85°C |
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發射電流 |
約300mA |
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接收電流 |
約35mA |
|
接收靈敏度 |
-102 dBm |
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天線類型 |
PCB內置 |
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輸出功率 |
>+ 18dBm |
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通信方式 |
DSSS擴頻通信 |
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工作頻率 |
2.4Ghz~2.498Ghz |
|
可視通訊距離 |
1.5Km |
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傳輸速率 |
125kbps, |
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外殼 |
塑料材質 |
|
通訊接口 |
RS485 |
|
供電方式 |
+5VDC |
|
通訊接口 |
RS485 |
2.3信號檢測器
是西谷公司的輔助產品,它是西谷公司物聯網的工程安裝過程中的重要輔助工具,用于判斷及檢測安裝現場中的接入器和集中器之間的安裝位置,優化無線通訊質量的工具。
技術指標
外觀如下

信號檢測器技術參數
|
工作溫度 |
–35° to 85°C |
|
發射電流 |
約300mA |
|
接收電流 |
約35mA |
|
接收靈敏度 |
-102 dBm |
|
天線類型 |
PCB內置 |
|
輸出功率 |
>+ 18dBm |
|
通信方式 |
DSSS擴頻通信 |
|
工作頻率 |
2.4Ghz~2.498Ghz |
|
可視通訊距離 |
1.5Km |
|
傳輸速率 |
125kbps, |
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外殼 |
塑料材質 |
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供電方式 |
鋰氬電池 |