智慧城市消防远程监控系统

应用场景：

智慧城市消防远程监控系统依据“城市物联网消防远程监控系统”和“高层住宅智能消防预警系统”的功能要求为核心，采用“窄带物联网（Narrowband Internet of Things, NB-IoT）智能烟感设备+NB-IoT独立组网+华为OceanConnect物联网消防监控管理平台+智能预警远程移动服务软件”解决方案，为政府决策、消防监管、社会单位等提供智慧消防物联网整体解决方案。智慧城市消防远程监控系统构建在智能硬件、物联网、互联网基础之上消防物联网监控系统真实采集、记录联网用户消防设备运行数据，快速响应火警、告警、故障信号。此外，智慧城市消防远程监控系统以移动应用的形式为其客户提供了丰富的消防业务领域的软件服务解决方案和产品。通过这些软件服务和应用产品，用户可以轻松提高在日常消防工作管理、消防应急处理等多方面的能力。

一、硬件平台

硬件是在原“EVB_M1”开发板的升级版“EVB_M1 3.1”开发板上完成的，如图1所示，从图1中可以看出，EVB_M1 3.1资源十分丰富，并参考不同应用场景设计，NB-IoT相关的方案都可以在此开发板上验证，同时扩充丰富的接口和功能模块。

图1 “EVB_M1 3.1开发板”

二，软件平台

（1）LiteOS嵌入式开发系统

LiteOS为整个系统南向的主角，它承载着“通信”+“采集”+“低功耗”+“显示”几大重任，在这个项目中，LiteOS主要用到任务、列队、事件、内存、休眠、互斥锁、时间管理等几个功能。低功耗为整个项目带来超长时间待机的优质特性。LiteOS接管UART数据收发，为并通过列队+内存实现任务之间的消息传递功能。

（2）OceanConnect华为云平台

OceanConnect作为此次项目的平台接入，它具有高并发、高安全、高可靠等多个特性。提供丰富的标准RESTful API接口，和各个平台的SDK开发包，可便捷实现“设备管理”、“数据采集”、“信令传送”、“消息推送”时间待机的优质特性。LiteOS接管UART数据收发，为并通过列队+内存实现任务之间的消息传递功能。

（3）J2EE框架

用J2EE框架的“应用服务器”程序，作为此次项目中的北向应用的应用部分。通过API接口与OceanConnect平台接入，实现接收OceanConnect平台的推送消息，一旦烟感达到阈值，调用短信API接口，第一时间将报警信息发送至相关责任人手中。

（4）Android5.0以上系统

安卓通过API接口与OceanConnect平台连接，实现设备“扫码接入”功能。而且可以实时获取到当前数据及历史数据。当警报产生后，也能通过华为手机APP报警。

（5）KEIL5.42+ARMSTM32L431RCTx+QCVM_v1.6

此次项目的南向开发工具采用的是KEIL5.42环境和ARMSTM32L431RCTx以及QCVM_v1.6串口调试作为搭配，从而实现整个任务的调度以及虚拟设备和真实设备的结合。

三、拓扑结构

系统的整体拓扑结构如图2所示

图2 系统的整体拓扑结构

四、部分代码展示

（1）ARMSTM32L431RCTx部分代码截图如图3所示：

图3 ARMSTM32L431RCTx部分代码截图

（2）OceanConnect平台编解码插件与设备列表如图4所示：

图4 OceanConnect平台编解码插件与设备列表

五、成品展示

（1）硬件成品展示（检测随机空气质量）如图5所示

图 5硬件成品测试图

（2）QCVM_v1.6串口调试数据包发送过程如图6所示：

图6 QCVM_v1.6串口调试

（3）OceanConnect平台虚拟设备与真实设备相结合如图7所示：

图7 OceanConnect平台虚拟设备与真实设备相结合

（4）烟雾数据成功上传至华为OceanConnect云平台如图8所示：

图8 烟雾数据成功上传至华为OceanConnect云平台

（5）软件展示如图9到图15所示

图9 服务器端消防档案管理

图10 服务器端全部烟雾报警器查看

图11 短信告警

图12 手机APP远程查看所有烟雾传感器报警状态

图13 查看指定建筑物的烟雾报警器

图14 手机APP查看指定建筑烟雾报警器状态

图15 基于多因素关联分析的安全势态评估核心算法

六、总结体会

通过此次《华为NBIoT杭州站》比赛，让我们团队深入学习到很多新的包括硬件和软件的相关知识，同时结实了很多志同道合的朋友。特别是华为团队的热情与专业，很是让人感激加敬佩。

另外，NBIoT协议给我们的印象非常深刻，它设计了重传和编码增益的功能，每次重传进行编码都会提升发射功率的增益，NB技术定义了2~16次重传，大约可以提升3~12dB的增益。