NB-IoT傳感器檢測(cè)防火門狀況以保護(hù)建筑

在建筑管理的議程中，提高效率和安全性并且降低成本是重中之重。人工檢查建筑物有多個(gè)難題，包括高合規(guī)成本和人工檢查錯(cuò)誤率，并且會(huì)增加在工作場(chǎng)所感染新冠病毒的風(fēng)險(xiǎn)，因此物業(yè)經(jīng)理和公共管理當(dāng)局越來越希望實(shí)施自動(dòng)化的遠(yuǎn)程建筑管理。

在這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)之下，愛爾蘭公司Safecility為樓宇安全自動(dòng)化開發(fā)創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。盡管只是一家新興企業(yè)，Safecility 已經(jīng)為市場(chǎng)帶來了很大的影響。該公司在愛爾蘭小型企業(yè)創(chuàng)新研究項(xiàng)目“利默里克城SBIR”中發(fā)揮了重要作用，這個(gè)項(xiàng)目旨在解決建筑廢棄問題，把愛爾蘭喬治亞中心保存得十分完好的建筑物重新投入使用，因?yàn)楫?dāng)?shù)?0% ～ 60% 的舊建筑未能滿足現(xiàn)代住宅的居住空間標(biāo)準(zhǔn)要求而一直空置。Safecility 能夠?qū)⑵鋭?chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)解決方案商業(yè)化，作為Enterprise Ireland 預(yù)商業(yè)采購(gòu)計(jì)劃的一部分。具體而言，該公司提供了一款經(jīng)濟(jì)高效的、無破壞性的解決方案，以改善舊建筑的消防安全，使得它們?cè)俅芜m合居住并幫助重建利默里克城核心。

這款解決方案即Safecility 公司的ShutSafe 防火門傳感器，尺寸為10 cm×5 cm×2 cm，連接到現(xiàn)有的防火門，并使用用戶可自行更換的3.6 V 電池供電，從而讓業(yè)主滿足法規(guī)義務(wù)要求，確保防火門達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（如圖1）。Safecility 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)師Tad McAllister 表示：“不安全的防火門只是一扇普通的屋門，無助于防止火災(zāi)蔓延，一旦發(fā)生火災(zāi)可能會(huì)危及生命?！薄耙虼朔梢蟠蠖鄶?shù)大型公共建筑和社會(huì)住房業(yè)主/ 政府當(dāng)局安裝并定期檢查防火門，以確保它們符合法定的最低安全標(biāo)準(zhǔn)?！薄皢栴}在于，一直以來這都是既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢的手動(dòng)操作過程，因?yàn)樾枰?xùn)練有素的防火門技術(shù)人員定期查看，使用物理間隙量規(guī)進(jìn)行測(cè)量。即使原意很好，但這是一個(gè)手工操作的過程，意味著很容易出現(xiàn)人為的錯(cuò)誤，包括未能完全檢查防火門。”ShutSafe 設(shè)備能夠檢測(cè)防火門是否緊密關(guān)閉以保護(hù)建筑物及其居住者。為了確保防火門正確關(guān)閉并與門框成直角，每個(gè)ShutSafe 裝置都采用了一系列環(huán)境傳感器（用于壓力、濕度、溫度和噪聲水平監(jiān)測(cè)），全部都是由Nordic nRF9160 SiP 內(nèi)的Arm Cortex-M33 CPU上運(yùn)行的軟件應(yīng)用程序來控制。這些傳感器可以檢測(cè)自防火門首次安裝以來，防火門和框架之間是否存在任何可能降低防火門抵御火災(zāi)能力的間隙。如果檢測(cè)到間隙出現(xiàn)變化，這個(gè)平臺(tái)會(huì)推斷問題的性質(zhì)并嘗試診斷原因，例如這是鉸鏈故障、熱量/ 濕氣引起的膨脹還是由于惡意破壞。Safecility 表示，這樣可以進(jìn)行更有效的、更有針對(duì)性的維修。防火門故障或問題的報(bào)告和警報(bào)會(huì)自動(dòng)發(fā)送到專有的云平臺(tái)，以便設(shè)施管理人員可以及時(shí)采取行動(dòng)。

圖 ShutSafe防火門傳感器可讓物業(yè)經(jīng)理確保現(xiàn)有防火門符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

1   Nordic SiP支持蜂窩通信功能

通過使用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，Safecility 可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線配置傳感器，基于訂閱方式提供ShutSafe 解決方案，包括維護(hù)、軟件和固件更新以及持續(xù)監(jiān)控。Safecility 方案充分利用了Nordic nRF9160 SiP 的多模功能，可使用NB-IoT 或LTE-M 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)無線協(xié)議進(jìn)行通信。這樣最大限度地?cái)U(kuò)大了在整個(gè)歐洲地區(qū)的漫游覆蓋范圍，并且確保使用該位置最強(qiáng)的可用蜂窩信號(hào)成功地發(fā)送數(shù)據(jù)。Safecility 表示，這使得ShutSafe 傳感器即使在最具惡劣的環(huán)境中亦能夠可靠地運(yùn)行，例如在地下室、地窖和停車場(chǎng)的地下環(huán)境中。Nordic SiP 支持實(shí)現(xiàn)的NB-IoT 連接省去了網(wǎng)關(guān)需求，可將采集的傳感器數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街鞣?wù)器。McAllister 表示：“我們一個(gè)重要考慮因素是NBIoT能夠在相當(dāng)?shù)蛯拥牡叵颅h(huán)境進(jìn)行橋接，特別是在小區(qū)覆蓋更密集的城市地區(qū)，以及站點(diǎn)之間的距離可能會(huì)限制信號(hào)接收的農(nóng)村地區(qū)?！薄?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/NB-IoT">NB-IoT 蜂窩網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)是它與任何現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施完全隔離，出于安全原因，許多客戶不希望在內(nèi)部Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)上使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。”調(diào)試ShutSafe 并非沒有挑戰(zhàn)，因?yàn)镾afecility 使用帶有獨(dú)立調(diào)制解調(diào)器的主機(jī)控制器，這使得調(diào)試過程更加復(fù)雜。然而，該公司開發(fā)人員對(duì)于Nordic 的開發(fā)框架印象深刻，其中包括nRF9160 DK（預(yù)認(rèn)證單板開發(fā)套件）和在nRF9160 SiP（和Nordic 短距離無線解決方案）上使用的nRF Connect SDK 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)套件所實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單設(shè)置，而Nordic 的技術(shù)支持也可顯著縮短應(yīng)用開發(fā)時(shí)間。展望未來，鑒于全球疫情仍然嚴(yán)重，Safecility 公司表示構(gòu)建像ShutSafe 這樣的消防安全解決方案正在變得越來越流行。McAllister 總結(jié)道：“新冠疫情只會(huì)加速人們對(duì)此類設(shè)備引起興趣，因?yàn)樗梢詼?zhǔn)確地、自動(dòng)地監(jiān)控防火門，減少人員互動(dòng)并遵守社交距離限制?！?/p>

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年10月期）