Abstract：A IOT monitoring system for gas safety of residential users is composed of alarm，wireless IC card prepayment intelligent gas meter，IOT monitoring terminal for gas safety，cloud platform and client application program．When gas leakage OCCURS．the alarm transmits the gas leakage warning message to the gas meter in wired manner．the valve built in the gas meter is cut off，and the warning message is transmitted to the IOT monitoring terminal for gas safety．The terminal transmits the warning message to the cloud platform One Net，an open platform of China mobile IOT through the GPRS network．The information is communicated between gas enterprises or residential users and the cloud platform through the client application program．The technical and economic feasibility of the monitoring system has been analyzed．

Keywords：internet of things(IOT)monitoring system for gas safety；alarm；cloud platform；intelligent gas meter

 

近年來(lái)，我國(guó)的室內(nèi)燃?xì)馐鹿食手鹉晟仙厔?shì)，給人民生命財(cái)產(chǎn)及公共安全帶來(lái)危害，并造成一定社會(huì)影響。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，使得燃?xì)馐覂?nèi)安全管理實(shí)現(xiàn)了人防與技防的有效結(jié)合，依靠科技力量提升了安全保障水平。

通過(guò)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性分析，在原有IC卡預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗砘A(chǔ)上增加無(wú)線傳輸，通過(guò)安裝報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置，可以比較經(jīng)濟(jì)地建立燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防為主與報(bào)警切斷，有效地提高燃?xì)庥脩羰覂?nèi)安全性。

①室內(nèi)燃?xì)庠O(shè)施

主要由立管(鍍鋅鋼管)、燃?xì)獗?、用戶支管、閥門(表前閥、灶前閥)、膠管、燃具組成。

②室內(nèi)泄漏情況統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)秦皇島市燃?xì)饪偣?013－2014年的用戶室內(nèi)安檢數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共發(fā)現(xiàn)泄漏4 914次，其中表前泄漏243次，占總數(shù)的4.95％，泄漏原因主要為立管銹蝕漏氣、螺紋接15泄漏、表前閥閥芯泄漏；表后(含表)泄漏4671次，占總數(shù)的95.05％，泄漏原因主要為螺紋接口泄漏、燃?xì)獗碛?jì)數(shù)器或封口處泄漏、灶前閥閥芯泄漏、膠管脫落或老化、燃具漏氣。

③室內(nèi)泄漏安全防范關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)室內(nèi)泄漏數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，解決燃?xì)馐覂?nèi)安全的關(guān)鍵是及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置表后泄漏，解決途徑有兩方面：一是加強(qiáng)管理，提高工程質(zhì)量，健全安全管理網(wǎng)絡(luò)，建立室內(nèi)安全管理長(zhǎng)效機(jī)制，加強(qiáng)室內(nèi)安檢和隱患治理管理力度；二是利用科技手段，建立燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控系統(tǒng)，安裝室內(nèi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)事前監(jiān)測(cè)與事后處置相結(jié)合，通過(guò)報(bào)警與切斷聯(lián)動(dòng)有效提高燃?xì)庥脩羰覂?nèi)安全性。

①目標(biāo)

《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》第一章總則第三條明確指出“安全生產(chǎn)工作應(yīng)當(dāng)以人為本，堅(jiān)持安全發(fā)展，堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理的方針……”。因此將“積極預(yù)防”作為建立燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控系統(tǒng)、提高燃?xì)庥脩羰覂?nèi)安全性的目標(biāo)。

技術(shù)上必須堅(jiān)持聯(lián)網(wǎng)報(bào)警預(yù)防為主，實(shí)時(shí)獲知設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、泄漏狀況，提前預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除隱患。

②燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控系統(tǒng)組成

中國(guó)移動(dòng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行了“云－管－端”的全面布局，2013年在國(guó)內(nèi)率先推出物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)專號(hào)業(yè)務(wù)，2014年正式發(fā)布物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)——OneNet，該平臺(tái)支持各類傳感網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)支持多種協(xié)議解決智能硬件設(shè)備接入。OneNet平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

 

燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控系統(tǒng)由報(bào)警器、無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗?、燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控終端、云平臺(tái)及客戶端應(yīng)用程序共5部分組成。報(bào)警器可選用成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品；燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控終端為某公司自主研發(fā)的產(chǎn)品；無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗頌槠胀↖C卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗砑友b一個(gè)數(shù)據(jù)上傳模塊，可以使用干電池也可以使用市電，具有無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、閥門控制、報(bào)警器通信等多種接口；云平臺(tái)目前采用中國(guó)移動(dòng)的OneNet平臺(tái)，可與燃?xì)夤?、小區(qū)物業(yè)公司、居民用戶多個(gè)應(yīng)用終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，可為燃?xì)夤尽⑿^(qū)物業(yè)公司及居民用戶提供系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)及相應(yīng)的應(yīng)用終端程序；客戶端應(yīng)用程序通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入云平臺(tái)，職能部門通過(guò)專用監(jiān)控程序可獲取報(bào)警器及燃?xì)獗磉\(yùn)行狀態(tài)，并可調(diào)度安檢工作，居民用戶可以通過(guò)智能手機(jī)APP程序了解報(bào)警器及燃?xì)獗磉\(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)報(bào)警器狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)通過(guò)短信、專用電話等快速通知并調(diào)度搶險(xiǎn)。

③戶用燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控方案

目前秦皇島市燃?xì)饪偣敬罅渴褂肐C卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗?，結(jié)合現(xiàn)狀，我們認(rèn)為可將IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗?需增加數(shù)據(jù)上傳模塊、與報(bào)警聯(lián)動(dòng)接口)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將報(bào)警器探測(cè)到的工作狀況、燃?xì)庑孤顩r由無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)無(wú)線射頻上傳至安全物聯(lián)監(jiān)控終端，再通過(guò)GPRS傳輸至云平臺(tái)，見(jiàn)圖2。增加的報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置含燃?xì)獍踩锫?lián)監(jiān)控終端、燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)上傳模塊、報(bào)警器。

 

圖2中具有切斷功能的電磁閥可由無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗韮?nèi)置的閥門代替，這樣可以降低采購(gòu)及安裝成本。報(bào)警器通過(guò)對(duì)外接口提供報(bào)警器是否加電、是否發(fā)生燃?xì)庑孤﹥煞N信息，并通過(guò)有線方式將信號(hào)傳至無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗怼．?dāng)燃?xì)獍l(fā)生泄漏時(shí)，無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗硎盏綀?bào)警信息，迅速切斷閥門，同時(shí)將報(bào)警信息實(shí)時(shí)通過(guò)安全物聯(lián)監(jiān)控終端上報(bào)至云平臺(tái)，通知燃?xì)夤?、小區(qū)物業(yè)公司及居民用戶。

④主要優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

a．借助已有的戶用無(wú)線表通信技術(shù)，技術(shù)成熟。

b．報(bào)警器通過(guò)有線方式與無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗硐噙B，與傳統(tǒng)安裝方式相比，只增加一條信號(hào)線，升級(jí)成本較低。

c．采用星型無(wú)線通信的組網(wǎng)方式，安裝施工簡(jiǎn)單，后期維護(hù)較方便。

d．借助已有的IC卡管理平臺(tái)，表具計(jì)費(fèi)管理方便，不需更改原有的業(yè)務(wù)流程。

e．發(fā)現(xiàn)隱患提前預(yù)警，做到預(yù)防為主。

f．發(fā)生泄漏立即切斷。

g．通過(guò)手機(jī)、計(jì)算機(jī)等實(shí)時(shí)獲知燃?xì)庑孤﹫?bào)警器的工作狀態(tài)(報(bào)警器電源狀態(tài)、泄漏報(bào)警狀態(tài))。

①設(shè)備組成及采購(gòu)建設(shè)費(fèi)用

公司目前使用IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗?，增加?bào)警器、無(wú)線IC卡預(yù)付費(fèi)智能燃?xì)獗淼臒o(wú)線傳輸模塊與安全物聯(lián)監(jiān)控終端的采購(gòu)和安裝費(fèi)、智能燃?xì)獗砀脑焐?jí)費(fèi)用，平均每戶安裝時(shí)增加費(fèi)用(含10a運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用)不高于280元，年均增加費(fèi)用不高于46元。具體增加的費(fèi)用見(jiàn)表1。

 

②政策申請(qǐng)

現(xiàn)行各省燃?xì)夤こ探ㄔO(shè)費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)均不含報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置費(fèi)用，此問(wèn)題可以按兩種方式解決：一是由燃?xì)夤鞠蛭飪r(jià)部門申報(bào)制定補(bǔ)充收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取政策支持；二是由建設(shè)部門與房地產(chǎn)商協(xié)商另行收取。這2種方式均僅限于新建住宅。

③責(zé)任劃分

報(bào)警聯(lián)動(dòng)裝置失靈導(dǎo)致的事故責(zé)任問(wèn)題是各燃?xì)馄髽I(yè)不積極推進(jìn)的主要原因，此問(wèn)題可以通過(guò)兩種方式加以解決：一是事前關(guān)聯(lián)各方明確責(zé)任，如報(bào)警器使用期限內(nèi)報(bào)警失效造成的損失，由報(bào)警器廠家負(fù)責(zé)；報(bào)警器是否在線及報(bào)警輸出控制由運(yùn)營(yíng)安全物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的公司負(fù)責(zé)；設(shè)備的日常維護(hù)由用戶負(fù)責(zé)，如確保過(guò)期報(bào)警器正常檢修更換、確保報(bào)警器通電運(yùn)行。事故發(fā)生后以權(quán)威部門出具的事故鑒定結(jié)論為準(zhǔn)，由責(zé)任方負(fù)責(zé)承擔(dān)賠償責(zé)任。二是與保險(xiǎn)公司合作，做到風(fēng)險(xiǎn)可控，保證事故善后工作的順利進(jìn)行。