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智慧消火栓/智能消火栓(智能取水栓)——实现城市生态用水智能化

2020-02-27作者:陈东来源:网络整理次阅读

      以往,洒水车均在马路边的消火栓上取水,这样无形中缩短了消火栓的使用寿命。消火栓的主要功能是为消防车提供补给水,为消防部门迅速、高效地完成灭火工作发挥着极其重要的作用。火灾来临时,消火栓不好用甚至不能用,会给消防部门的灭火工作造成极大的影响,可能导致错过灭火最佳时机,造成人民生命、财产的重大损失。同时,洒水车无序取水,也造成了取水量无法计量,自来水公司没有具体数据征收水费的尴尬局面。

      消防用水属于公益水,而在许多商户及个人眼中,消火栓的水就是“不要钱的水”。偷接消火栓、私用公益水现象严重,不仅会造成大量的水资源流失,还会降低消防管道水压,给公共安全带来隐患。由于消火栓分布地域较广,管理执法人员不能及时监管所有消火栓,即使被盗用,执法人员也很难取证,导致违法人员逍遥法外。
      基于以上背景,唐山市自来水公司对消火栓的管理提出了新模式,并联合相关研究中心研发了2款新产品:
       (1) DATA–6241刷卡计量取水装置。自来水公司新增了专用取水栓且通体刷成绿色,与红色的消火栓区别开来,在取水栓顶部安装DATA–6241刷卡计量取水装置,取水车辆只有通过刷IC卡才能开阀取水。
       (2) DATA–6242消火栓防盗水报警装置。在红色消火栓的出水口安装DATA–6242消火栓防盗水报警装置,自动监控消火栓用水状态。
      以上2款产品(见图1)均已申请了发明专利,目前正在受理中。

 

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2  刷卡计量取水栓监管系统

       专用取水栓由消火栓改造而成:① 在阀杆上加装电动锁止装置(装置利用棘轮、棘爪原理控制阀杆的旋转,并具有开关状态反馈功能);② 使用DATA–6241替换原有顶部盖帽,使用电缆与电动锁止装置连接。
       改造好的取水栓具备IC卡识别和刷卡解锁功能,取水人员需使用专用IC卡解锁后,才能开阀取水。取水时,井下计量设备自动计量取水量。
      取水栓一般安装在马路边,现场取电、布线很麻烦,电子设备露天使用还要防水、防潮。因此,DATA–6241采用微功耗工作模式,定时采集和传输数据,闲时休眠,忙时唤醒。产品内置4节大容量锂电池(14AH),能够保证10000次的取水动作正常运行。设备自动采集电池电压,电压过低时自动报警。
      DATA–6241采用上下两层结构设计,上层内安装PCB电路板及锂电池,采用2道硅胶密封圈及多个不锈钢螺钉紧固,防水等级达到IP68;下层采取遮罩式设计,用来保护电动锁止装置,电动锁止装置经试验可在水中可靠工作,完全适应现场的恶劣环境。同时DATA–6241集成了GPRS、433M和蓝牙3种无线通信功能,充分利用各种网络的优势构成成套系统,并采用了独特的防水设计,防护等级达到了IP68。

     GPRS具备远距离数据传输功能,可将现场多个传感器的数据远程传输至数据监管中心;433M具备中距离数据传输功能,不产生通讯费用,通过它可采集井下计量设备的数据,避免了布线的麻烦;蓝牙具备短距离传输功能,传输速度快,通过手机APP可对设备进行升级维护。

      在每个取水栓旁的阀门井内安装计量装置(水表或流量计)和压力变送器。 计量装置用来计量取水户的单次取水量以及取水栓的瞬时、累计流量。压力变送器用来采集管道压力数据,它可以检测管道是否有水以及水压的大小,用以确定取水栓是否可以正常使用。计量装置和压力变送器都具备传输接口,能够通过标准的4~20mA、RS485、脉冲等信号进行数据传输。阀门井内另需安装一台IP68防护等级的RTU设备,即 DATA–7601微功耗采集终端。该设备具备多种变送器信号采集接口,还具备433M无线传输功能,能够与井上的DATA–6241刷卡计量取水装置进行双向数据传输。

      使用流程: 洒水车取水时,取水人员先将车上取水带连接至取水栓出水口,将IC卡置于取水栓的刷卡区内,这时系统会自动验证IC卡芯片中的身份信息,身份合法则自动打开电动锁止装置,并通知井下DATA–7601微功耗采集终端准备采集数据。此时取水人员可使用专用开阀扳手打开取水栓阀门给车辆加水。电动锁止装置延时若干秒(可设置)后自动上锁,但不影响取水栓的关闭,为下一次刷卡取水做好准备。取完水后,取水人员用扳手关闭取水阀门。井下DATA–7601微功耗采集终端检测井下计量装置没有瞬时流量后,将此次用水数据传输至DATA–6241刷卡计量取水装置,DATA–6241再通过GPRS远程传输至数据监管中心,至此完成一次取水作业。刷卡计量取水栓监管系统现场设备以及网络拓扑见图2。

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