火灾探测器是火灾探测系统最重要的组成部分之一,它至少含有一个能连续或以一定频率周期探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象的传感器, 并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号。传统火灾探测器的探测原理是基于火灾过程中的物理参量, 如粒子密度, 温度, 火焰的电学、光学特性变化来进行火灾识别, 这种识别模式很难可靠地发现早期火灾, 如感烟探测器不能探测到酒精火焰, 感温探测器不易探测到阴燃火。在现代高大空间建筑中, 当存在遮挡和环境干扰的时候, 常规的感烟、感温探测器由于火灾燃烧产物在空间传播受空间高度和面积的影响, 很难对火灾发生快速响应。近年来, 由于气体传感技术有了长足的进步, 气体传感器和传统火灾探测器结合形成多元参数复合探测技术, 以及开发研究新型火灾气体传感器, 已成为火灾探测领域的趋势
其基本功能就是对物质燃烧过程中产生的各种气、烟、热、光(火焰)等表征火灾信号的物理、化学参量做出有效响应, 并转化为计算机可接收的电信号, 供计算机分析处理。火灾探测器一般由敏感元件 传感器、处理单元和判断及指示电路组成, 其中敏感元件 传感器可以对一个或几个火灾参量起监视作用,做出有效响应, 然后经过电子或机械方式进行处理, 并转化为电信号 。
而它的类型又分以下几种:
感烟火灾探测器
感烟火灾探测器是一种响应燃烧或热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器,是使用量最大的一种火灾探测器。因为它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度,因此,有的国家称感烟火灾探测器为“早期发现”探测器。
常见的感烟火灾探测器又有离子型、光电型等几种。
离子感烟探测器
由内外两个电离室为主构成。外电离室(即检测室)有孔与外界相通,烟雾可以从该孔进入传感器内;内电离室(即补偿室)是密封的,烟雾不会进入。火灾发生时,烟雾粒子窜进外电离室,干扰了带电粒子的正常运行,使电流、电压有所改变,破坏了内外电离室之间的平衡,探测器就会产生感应而发出报警信号。
光电感烟探测器
内部有一个发光元件和一个光敏元件,平常由发光元件发出的光,通过透镜射到光敏元件上,电路维持正常,如有烟雾从中阻隔,到达光敏元件上的光就会显著减弱,于是光敏元件就把光强的变化转换成电流的变化,通过放大电路发出报警信号。
吸气式感烟探测器
一改传统感烟探测器等待烟雾飘散到探测器被动进行探测的方式,而是采用新的理念,即主动对空气进行采样探测,当保护区内的空气样品被吸气式感烟探测器内部的吸气泵吸入采样管道,送到探测器进行分析,如果发现烟雾颗粒,即发出报警。
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在各种灾害中,火灾是严重威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。引起火灾的原因有很多种,常见的原因如电器使用不当、吸烟起火、生活用火不当等。
火灾对人身以及财产安全都会造成很大的影响,特别是人身安全这一块。一旦发生火灾,空气中的氧气就会逐渐减少,而氧气在人体呼吸中是不可或缺的角色,长时间缺氧会造成昏迷甚至死亡。另外火灾的高温也会使人虚脱,燃烧产生的烟尘会对呼吸系统以以及眼鼻黏膜造成损伤。
因此我们有必要把预防火灾落实到平时的生活以及工作中,把安全放在第一位,这就需要有完善的火灾预警报警系统,通过网络即时将信息进行传达,建立起一种常态的防火防灾模式。
为了预警火灾,必须要建立物联网火灾预警系统,将火灾在萌芽时候的信息发出警报并传送到远程。
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下面是一个典型的火灾报警过程
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从上图可以看到,火灾探测器在整个火灾报警系统居于核心地位,火灾探测器的性能直接决定了火灾预警的准确性和及时有效性。而火灾探测器的核心就是氧气传感器,氧气传感器之于火灾报警系统就相当于传感器之于物联网的关系。传感器好比人的眼耳口鼻,但又不仅仅只是人的感官那么简单,它甚至能够采集到更多的有用信息。既然如此,就可说这些传感器是整个物联网系统工作的基础,正是因为有了传感器,物联网系统才有内容传递给“大脑”。
而火灾探测器的内部构造也大有花样:
敏感元件:敏感元件作为火灾探测器构造的一部分可将火灾燃烧的特征物理量转换成电信号。
电路:将敏感元件转换所得的电信号进行放大并处理成火灾报警控制器所需的信号。
转换电路
它将敏感元件输出的电信号变换成具有一定幅值并符合火灾报警控制器要求的报警信号。它通常包括匹配电路、放大电路和阈值电路。具体电路组成形式取决于报警系统所采用的信号种类,如电压或电流阶跃信号、脉冲信号、载频信号和数码信号等。
抗干扰电路
由于外界环境条件,如温度、风速、强电磁场、人工光等因素,会对不同类型的探测器正常工作受到影响,或者造成假信号使探测器误报。因此,探测器要配置抗干扰电路来提高它的可靠性。常用的有滤波器、延时电路、积分电路、补偿电路等。
保护电路
用来监视探测器和传输线路的故障。检查试验自身电路和元件、部件是否完好,监视探测器工作是否正常;检查传输线路是否正常(如探测器与火灾报警控制器之间连接导线是否通)。它由监视电路和检查电路组成。
指示电路
用以指示探测器是否动作。探测器动作后,自身应给出显示信号。这种自身动作显示通常在探测器上设置动作信号灯,称作确认灯。
接口电路
用以完成火灾探测器和火灾报警控制器问的电气连接,信号的输入和输出,保护探测器不致因安装错误而损坏等作用。
它是探测器的机械结构。其作用是将传感元件、电路印刷板、接插件、确认灯和紧固件等部件有机地连成一体,保证一定的机械强度,达到规定的电气性能,以防止其所处环境如光源、阳光、灰尘、气流、高频电磁波等干扰和机械力的破坏。
在火灾预警系统中,选择准确而灵敏的氧气传感器是十分重要的。我们都知道燃烧需要氧气,而密闭空间内氧气含量是一定的。当火灾发生后,火焰燃烧不断消耗氧气,导致空间内氧气浓度会迅速降低,反应灵敏的氧气传感器就会迅速测到氧气浓度低于规定的阈值,然后发送火灾信号到控制端。氧气报警传感器一般的报警设置是低报195%,高报235%。在一般环境中,人们吸进的空气,按体积计算,氧气占2093%,二氧化碳占003%;呼出的气体中,二氧化碳上升到约占35%,氧气下降到约占17%。氧气浓度超过23%的危害不在于对人体有危害,而在于消防意义上的危害。 当氧气浓度超过23%,有些物质会引起燃烧,并且是剧烈燃烧。
氧气传感器KE-25非常适合用于火灾报警检测。氧气传感器 KE-25特性:长寿命;不受CO2,CO,H2S,NOx,H2影响;低成本;在常温下工作;信号输出稳定;无需外部电源;不需加热。物联网,是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就是“物物相连的互联网”。
一、物联网的起源
物联网概念起源于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,在《未来之路》中,比尔盖茨已经提及物联网概念,只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起重视。随着技术不断进步,国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念,而今年奥巴马就职演讲后对IBM提出的“智慧地球”积极响应后,物联网再次引起广泛关注。而我国官方近期对传感网(物联网的另一称谓)的多次提议表示我国物联网的发展也正是提上议事日程,同时也表明我国物联网的发展将加快。目前,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。
从推动经济发展角度来讲,作为计算机、互联网、移动通信后的又一次信息化产业浪潮,从长远来看,物联网有望成为后金融危机时代经济增长的引擎。90年代克林顿政府的“信息高速公路”发展战略使美国经济走上了长达10年左右的繁荣。出于信息技术对经济的拉动作用,奥巴马政府的“智慧地球”构想旨在找出美国经济新的增长点,在此背景下,物联网概念应运而生。
二、物联网的营销环境发展
以物联网为代表的新一代信息技术的应用,不仅带来了技术的变革和创新,还不断催生出新的生产方式、交易方式、组织形态、竞争格局和发展模式。如今,物联网已不仅是一个概念和发展理念,我国已将物联网的发展列入“十二五”规划,成为国家重点发展的战略性新兴产业。今年我国又推出了支持物联网发展的专项资金,重点支持物联网领域的技术研发、产业化标准制订,围绕物联网发展的相关规划和政策也在紧锣密鼓地制订和完善当中。目前,我国物联网产业正呈现出电信运营商、高校、科研机构、传感器企业、系统集成、应用软件开发等相关环节迅速聚合联动之势。
智慧城市的未来。
物联网来了,会给人们的生活带来怎样的不同?答案是,会让城市变得更智能,使人们的生活变得更便捷。
在大唐电信总裁曹斌眼中,现在的物联网只在特定范围内应用,是垂直式的物联网。未来,物联网应用将扩展到智能家居、智能交通、智能医疗等领域。
目前,现有的物联网技术已经在食品安全监测、远程诊断等方面小有斩获。
在人们普遍关注的食品安全领域,生产、运输、销售的各个环节都可以通过传感技术进行追踪监测。对生产者来说,使用最广泛的是RFID(射频自动识别)技术。有些酒厂在产品标签中植入一个RFID芯片,记录这瓶酒是哪天在哪条生产线上生产出来的,酒精度是多少,甚至在数据库里还有这瓶酒生产的很多数据。
随着技术的不断成熟,物联网的种种应用正在走进人们的生活。
三、物联网--产业“新贵”
如果说过去的20年是互联网时代的话,现在我们正携手走入物联网的新时代。7月底刚刚发布的《中国物联网发展报告(2011)》中指出,作为我国经济发展的一个新的增长点,物联网产业链条的雏形目前已基本形成。报告认为,我国发展物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业都已成熟或基本成熟,而下游的应用也已广泛存在。越来越多的人开始在这个日渐成熟的新兴市场中寻找商机。
物联网专业的风起云涌,从一个侧面投射出物联网这个“新贵”行业的潜在价值。在业内人士看来,物联网已成为国际新一轮信息技术竞争的关键点和制高点。《中国物联网发展报告(2011)》预测,未来10年,物联网重点应用领域投资可达4万亿元,产出将达8万亿元,物联网发展的春天正在到来。
中国电子商会物联网技术产品应用专业委员会副会长刘曙光认为,物联网产业作为我国战略性新兴产业的重要组成部分,是我国建设创新型国家的动力引擎,加快发展物联网产业对提升我国信息产业综合竞争力有着重要的意义。
四、亿万商机一触即发
“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。当前,世界不少发达国家加大这方面投入,研究开发新技术,力图占据领先位置。我国也将这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。
南京邮电大学物联网:专家王汝传教授预测10年内物联网就可能大规模普及。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。专家预计,这一技术将会发展成为一个万亿元规模的高科技市场。
在国内市场,据易观国际预测,仅“产业排头兵”RFID市场领域,2009年中国市场规模将达到50亿元,年复合增长率为33%,其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。而因此催生的电信、信息存储处理、IT服务整体解决方案市场等等,更是潜力惊人。因此,“物联网”被称为是下一个万亿级的信息技术产业。
也有专家指出,互联网与“物联网”的结合可提高管理效率与资源使用效率。据测算,如果给2万台配电变压器配上传感器,一年可降低电损12亿千瓦时。种种便利,都是将传感网技术与互联网紧密结合之后的必然成果,成为人类社会迈向更加高效、智能的信息社会的一大特征。
大物联网召唤新商业模式:从各自为阵到全盘互通,视野拓展、格局骤扩的同时,大物联网概念横空出世的背后也必然召唤着新商业模式及推动矩阵的构建。
国金证券分析师陈运红表示,物联网需要信息高速公路的建立,移动互联网的高速发展以及固话宽带的普及是物联网海量信息传输交互的基础。而目前3G在中国刚刚起步,普及尚需时日。
他认为物联网架构建立需要明确产业链的利益关系,建立新的商业模式,而在新的产业链推动矩阵中,核心则是明确电信运营商的龙头地位。
“信息通路的基石和脉络作用是最为核心的部分,”陈运红认为,借此运营商能将其影响力贯穿这个产业链。相比RFDI、传感器等单个的微观产业链,运营商在大物联网架构中的作为空间将大得多。一、什么是农业物联网?
No1:农业物联网是农业现代化的重要标志
农业物联网的实质是将物联网技术应用于农业生产经营,使其更具有信息化、智能化。农业物联网的实例化应用就是在感知端使用大量的传感设备(如农业环境信息的传感器、图像采集、RFID 等),广泛地采集农业生产、管理、经营等环境的各类信息(如大田种植、设施园艺、畜牧水产养殖、农产品溯源等领域),建立相对统一的数据传输协议与多源的数据格式转换办法,因地制宜交互使用无线传感器网、移动通信网和互联网等传输通道,实现农业信息多尺度、多源有效的传递。最后通过云计算、大数据等多重信息技术的深度融合与处理,通过智能化调控终端实现农业的闭环控制,实现农业的自动化、最优化控制。实际上,物联网是智慧农业的核心。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用,”中国农科院信息所所长许世卫解释,“农业物联网不仅能感知水、肥、热、气等外部环境变量,还能感知生物本体,比如对水稻叶片中的各种营养元素的感知。如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,需要添加氮肥,而等到肉眼看到叶片发黄再追肥就晚了。”
No2:农业物联网架构模型
根据计算机网络架构模型的研究方法,国内外将农业物联网架构模型分为感知层、传输层(网络层)、处理与应用层三个层次。
感知层主要包括各类传感器、RFID、RS、GPS以及二维条形码等,采集各类农业相关信息(包括光、温度、湿度、水分、肥力、土壤墒情、土壤电导率、溶解氧、酸碱度和电导率等),实现对“物”的相关信息的识别和采集。传输层是在现有网络基础上,将感知层采集的各类农业相关信息通过有线或无线方式传输到应用层 ;同时,将应用层的控制命令传输到感知层,使感知层的相关设备采取相应动作,比如开关打开或者关闭、释放氧气、增加温度或者湿度以及设备重新定位等。
公共处理平台包括各类中间件以及公共核心处理技术,实现信息技术与行业的深度结合,完成物品信息的沟通、共享、决策、汇总等。
具体的应用服务系统是基于物联构架的农业生产架构模型的最高层,主要包括各类具体的农业生产过程系统,如大田种植系统、设施园艺系统、水产养殖系统、畜禽养殖系统、农产品物流系统等。通过这些系统的具体应用,保证产前正确规划以提高资源利用率,产中精细管理以提高资源利用率,产后高效流通实现安全溯源等多个方面,促进农业的高产、优质、高效、生态、安全。
(转自搜狐科技网)
二、农业物联网未来发展趋势
目前,我国农业正处于传统农业向现代农业转型期,农业物联网将发挥独特而重要的作用,也为现代农业的发展提供了前所未有的机遇。利用智能化信息管理技术发展现代农业已成为当今各个发达国家农业发展的热点之一。
农业物联网发展现状:2013年,农业部发布了《农业物联网区域试验工程工作方案》,方案中明确提出,实施区试工程,对于探索农业物联网理论研究、系统集成、重点领域、发展模式及推进路径,提高农业物联网理论及应用水平,促进农业生产方式转变、农民增收有重要意义。从深层次阐述了物联网技术能够提高农业生产效率,提升农产品附加值,实现农业增产与增收。
在发达国家,智慧农业已进入知识的处理、自动控制的开发以及网络技术的应用,渗透到农业各方面。 据介绍,国外采用物联网相关技术,在温室生产中大量采用无线传感器管理、调控温度湿度、营养液供给以及pH值(氢离子浓度指数)、EC值(可溶性盐含量)等,使设施蔬菜栽培条件达到最适宜水平。
借助物联网技术和云计算技术,在远程支持与服务平台上,建立智慧农业远程托管中心,实现远程栽培指导、远程故障诊断、远程信息监测、远程设备维护等;将植物生长信息和生物技术、食品安全技术相结合,从种植各个环节解决农产品的安全问题;充分利用先进的RFID、物联网、云计算等技术,实现农业生产监测管理和产品安全追溯。目前,这项技术不但达到国际先进水平,而且已推向全国市场,广泛应用于现代农业园区、大型农场、农业专业合作社等,深受用户的认可,取得了较好的成绩。
农业物联网,即在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、Ph值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、Ph值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使种植人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的适宜条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益。
种植业离不开浇水、施肥、打药,农民种地凭经验、靠感觉,他们面朝黄土背朝天的在田里耕作,并把这些经验与方法一代代相传,然而现在瓜果蔬菜该不该浇水,施肥、打药,怎样才能保持精确的浓度,温度、湿度、光照、CO2浓度,如何实行按需供给?这些以往在作物不同生长周期凭经验靠感觉“模糊”处理的问题,在农业物联网面前开始了实时定量的“精确”把关。物联网创造的“种地”模式的出现,已经成为打破传统农业弊端的一种新型农业模式。这种通过物联网技术开启的智慧风暴,让农业实现了“环境可测、生产可控、质量可溯”的目标。确保农产品质量安全,引领现代农业发展。
(转自搜狐网-鑫芯物联)
编辑于 2018-05-26 · 著作权归作者所有
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