NB-IoT傳感器檢測防火門(mén)狀況以保護建筑

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，包括高合規成本和人工檢查錯誤率，并且會(huì )增加在工作場(chǎng)所感染新冠病毒的風(fēng)險，因此物業(yè)經(jīng)理和公共管理當局越來(lái)越希望實(shí)施自動(dòng)化的遠程建筑管理。

在這個(gè)發(fā)展趨勢的推動(dòng)之下，愛(ài)爾蘭公司Safecility為樓宇安全自動(dòng)化開(kāi)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(lái)了很大的影響。該公司在愛(ài)爾蘭小型企業(yè)創(chuàng )新研究項目“利默里克城SBIR”中發(fā)揮了重要作用，這個(gè)項目旨在解決建筑廢棄問(wèn)題，把愛(ài)爾蘭喬治亞中心保存得十分完好的建筑物重新投入使用，因為當地40% ～ 60% 的舊建筑未能滿(mǎn)足現代住宅的居住空間標準要求而一直空置。Safecility 能夠將其創(chuàng )新的物聯(lián)網(wǎng)解決方案商業(yè)化，作為Enterprise Ireland 預商業(yè)采購計劃的一部分。具體而言，該公司提供了一款經(jīng)濟高效的、無(wú)破壞性的解決方案，以改善舊建筑的消防安全，使得它們再次適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(mén)傳感器，尺寸為10 cm×5 cm×2 cm，連接到現有的防火門(mén)，并使用用戶(hù)可自行更換的3.6 V 電池供電，從而讓業(yè)主滿(mǎn)足法規義務(wù)要求，確保防火門(mén)達到標準（如圖1）。Safecility 物聯(lián)網(wǎng)架構師Tad McAllister 表示：“不安全的防火門(mén)只是一扇普通的屋門(mén)，無(wú)助于防止火災蔓延，一旦發(fā)生火災可能會(huì )危及生命?！薄耙虼朔梢蟠蠖鄶荡笮凸步ㄖ蜕鐣?huì )住房業(yè)主/ 政府當局安裝并定期檢查防火門(mén)，以確保它們符合法定的最低安全標準?！薄皢?wèn)題在于，一直以來(lái)這都是既費時(shí)又費錢(qián)的手動(dòng)操作過(guò)程，因為需要訓練有素的防火門(mén)技術(shù)人員定期查看，使用物理間隙量規進(jìn)行測量。即使原意很好，但這是一個(gè)手工操作的過(guò)程，意味著(zhù)很容易出現人為的錯誤，包括未能完全檢查防火門(mén)?！盨hutSafe 設備能夠檢測防火門(mén)是否緊密關(guān)閉以保護建筑物及其居住者。為了確保防火門(mén)正確關(guān)閉并與門(mén)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、溫度和噪聲水平監測），全部都是由Nordic nRF9160 SiP 內的Arm Cortex-M33 CPU上運行的軟件應用程序來(lái)控制。這些傳感器可以檢測自防火門(mén)首次安裝以來(lái)，防火門(mén)和框架之間是否存在任何可能降低防火門(mén)抵御火災能力的間隙。如果檢測到間隙出現變化，這個(gè)平臺會(huì )推斷問(wèn)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、更有針對性的維修。防火門(mén)故障或問(wèn)題的報告和警報會(huì )自動(dòng)發(fā)送到專(zhuān)有的云平臺，以便設施管理人員可以及時(shí)采取行動(dòng)。

圖 ShutSafe防火門(mén)傳感器可讓物業(yè)經(jīng)理確?，F有防火門(mén)符合法規標準

1   Nordic SiP支持蜂窩通信功能

通過(guò)使用蜂窩物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，Safecility 可以實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)配置傳感器，基于訂閱方式提供ShutSafe 解決方案，包括維護、軟件和固件更新以及持續監控。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(wú)線(xiàn)協(xié)議進(jìn)行通信。這樣最大限度地擴大了在整個(gè)歐洲地區的漫游覆蓋范圍，并且確保使用該位置最強的可用蜂窩信號成功地發(fā)送數據。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行，例如在地下室、地窖和停車(chē)場(chǎng)的地下環(huán)境中。Nordic SiP 支持實(shí)現的NB-IoT 連接省去了網(wǎng)關(guān)需求，可將采集的傳感器數據直接傳輸到主服務(wù)器。McAllister 表示：“我們一個(gè)重要考慮因素是NBIoT能夠在相當低層的地下環(huán)境進(jìn)行橋接，特別是在小區覆蓋更密集的城市地區，以及站點(diǎn)之間的距離可能會(huì )限制信號接收的農村地區?！薄?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/NB-IoT">NB-IoT 蜂窩網(wǎng)絡(luò )的另一個(gè)巨大優(yōu)勢是它與任何現有基礎設施完全隔離，出于安全原因，許多客戶(hù)不希望在內部Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò )上使用物聯(lián)網(wǎng)設備?！闭{試ShutSafe 并非沒(méi)有挑戰，因為Safecility 使用帶有獨立調制解調器的主機控制器，這使得調試過(guò)程更加復雜。然而，該公司開(kāi)發(fā)人員對于Nordic 的開(kāi)發(fā)框架印象深刻，其中包括nRF9160 DK（預認證單板開(kāi)發(fā)套件）和在nRF9160 SiP（和Nordic 短距離無(wú)線(xiàn)解決方案）上使用的nRF Connect SDK 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)套件所實(shí)現的簡(jiǎn)單設置，而Nordic 的技術(shù)支持也可顯著(zhù)縮短應用開(kāi)發(fā)時(shí)間。展望未來(lái)，鑒于全球疫情仍然嚴重，Safecility 公司表示構建像ShutSafe 這樣的消防安全解決方案正在變得越來(lái)越流行。McAllister 總結道：“新冠疫情只會(huì )加速人們對此類(lèi)設備引起興趣，因為它可以準確地、自動(dòng)地監控防火門(mén)，減少人員互動(dòng)并遵守社交距離限制?！?/p>

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年10月期）