一、概述   

每一次火災都伴隨著家破人亡，每一次的場面都觸目驚心。提高消防意識，并合理使用消防設備，才能盡量減少損失和傷害。煙霧傳感器是消防系統的哨兵，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發送信息到后臺服務器，并啟動警鈴，廣播喇叭等相關設備，服務器會自動推送信息到相關人員及部門，實現消防安全智能化。在實際應用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線，并且施工成本高；無法與人（包括業主、保安、消防隊等）交互，存在誤報風險；耗電量大，維護成本隨之變高。

基于NB-IoT智慧煙感的引入解決了傳統煙感器布線難、電池使用周期短、維護成本高、無法與業主及消防機構交互等缺點，采用無線通信，即插即用，無需布線，易于安裝；功耗低，電池待機時長可達10年以上，無需頻繁更換電池，有效降低維護成本。

實時上報火災狀況，多維度、多角色、多狀態及時通知火警狀態，降低人財物損失；同時可接入大數據平臺，幫助政府決策，治理消防隱患。

智慧煙感的引入，幫助運營商開辟了新的機會點，增加收入的同時也開辟了一整片藍海；也使得普通住戶的業主在小投入的前提下對家庭火災進行防范，保障了市民的生命財產安全；同時也給政府及相關的消防部門提高火災防范以有力支撐，避免火災造成的經濟損失和社會危害。

二、系統特點

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(LPWA)。NBIOT具有以下優勢：

1.海量連接：每區可達10萬連接；NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

2.超低功耗：電池壽命長達十年；

低功耗特性是物聯網應用一項重要指標，特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區中的各類傳感監測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術無法取得突破的前提下，只能通過降低設備功耗以延長電池供電時間。通信設備消耗的能量往往與數據量或速率相關，即單位時間內發出數據包的大小決定了功耗的大小。數據量小，設備的調制解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數據量、 小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

3．深度覆蓋：能實現比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網絡安全能力，支持雙向鑒權以及空口嚴格加密，確保用戶數據的安全性。

5．穩定可靠：能提供電信級的可靠 性接入，有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，即可與現有網絡基站復用以降低部署成本、實現平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現有網絡的語音和數據帶寬，保證傳統業務和未來物聯網業務可同時穩定、可靠的進行。以智能抄表應用為例，與采用有線PLC抄表數據回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數據成功回收率高，可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設計要求低，小PA就能實現;因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

三、系統組成

本系統主要有NB-IoT煙感、監控管理軟件、消防指揮中心等。

1、NB-IoT煙感

采用工業產品標準，能夠滿足消防要求，內置NB-IoT終端，主要完成煙霧濃度等數據的采集和處理、控制輸出和進行數據通信、報警、接收遠程命令、開關等等功能。

2、數據監控中心

監控中心由監控主機、人機接口、相關外設及與無線數據通信網接口等部分組成。對各遠端監控點采用輪詢或并行詢問方式，完成監測、控制、采集、預警等多重任務。

監控系統軟件是集煙感的監控、數據采集、數據處理與一體，并依據一定的觸發條件實施預警等功能的系統軟件。具有數據存儲、數據采集、報警處理、報表打印、圖形人機界面、系統安全性控制等眾多功能。

3、消防指揮中心

消防指揮中心，按照現代化指揮中心方案建設，采用若干大屏幕以及控制臺設置，更方便實施監測險情，以及險情出現時及時地遙控指揮，迅速遏制險情繼續惡化。

四、可靠性

本系統需要較高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環，網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，系統也不能中斷運行。

數據中心通過公網使用https接入物聯網平臺，從認證到數據傳送整個過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網絡服務質量。

五、總結

NB-IoT智能煙感實現了智能化監控，一旦發生火災，報警系統會通過TTS自動語音立即通知業主、物業和消防安全員，確保及時疏散，減少人員傷亡，避免火災造成的經濟損失和社會危害，并實現公共消防服務的商業化運營。