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智東西策劃的智慧建筑系列公開課火熱進行中。繼5月16日由特斯聯科技副總裁賈洪坡主講的第一課《建筑生命體、城市進化論》（課件下載）后，由拓寶科技物聯網產品總監主講的第二課在5月25日成功開講，主題為《煙感探測系統革命性的轉折》(課件下載)。需要加入智東西旗下智慧建筑社群，可以加智小北（微信：zhidxioe）為好友。

本文是智慧建筑系列公開課第二課的全程圖文筆記。全文共計7303字，閱讀需要13分鐘。讀完你可以掌握：

-中國消防面臨經費單一、體制單一、基礎設施比較薄弱、信息化建設比較緩慢，智能的程度比較欠缺；

-國內大部分煙感探測器都是有線聯網。但國家相關政策在鼓勵和推動獨立式煙感，尤其是智能無線煙感探測系統，這是消防行業趨勢之一；

-主流的在商用的煙感探測器，主要有二類：一類是LoRaWAN標準，一類是傳統Zigbee/藍牙標準；

-拓寶科技Turbiot廣域物聯網系統的介紹、搭建原因以及價值判斷，以及Turbiot智能無線煙感探測系統的構成、運行原理以及應用前景；

-物聯網二大主要問題：第一，需求強勁，但是現在的技術無法滿足的物聯網設備的無線接入的需要；第二，應用廣泛，但缺乏低成本、易于部署和可大規模推廣的應用方案。

-NB-IoT雖然受到運營商的強烈支持，但是并不意味著LoRaWAN會被輕易取代。基于NB-IoT的煙感終端的耗電量滿足不了目前的需求，時效性和承受度也是不及基于LoRaWAN的無線煙感終端。

除了系統而專業的講解，有著非常多實戰經驗的導師吳華意還拆解了Turbiot智能無線煙感探測系統在建筑消防系統的三個落地案例，分別是武漢園區的消防試驗網、山東一高校的消防改造項目以及武當山玉虛宮一帶風景區的消防改造工程。

嘉賓介紹：吳華意，拓寶科技物聯網產品總監，通信信息工程碩士。有十余年物聯網系統開發經驗，對LPWAN/LoRaWan的物聯網應用有深刻理解。

主講環節

吳華意：非常感謝智東西提供這樣一個很好的交流空間，由我代表拓寶科技跟大家一起來分享《煙感探測系統革命性的轉折》這個主題。

今天我將從六個方面跟大家來探討：

第一，中國消防的現狀及消防改造的需求和挑戰；

第二，煙感探測器的現狀及各類型的煙感探測器的比較；

第三，主流的無線標準的煙感探測器的比較；

第四，Turbiot廣域物聯網系統的介紹、搭建原因以及價值判斷；

第五，Turbiot智能無線煙感探測系統的構成、運行原理以及應用前景；

最后，Turbiot智能無線煙感探測系統在建筑消防系統的案例分享。

下面我們開始第一章的討論，也就是中國消防的現狀及消防改造的需求和挑戰，分三個部分展開，第一是消防現狀，第二是消防改造的需求，還有就是消防改造的挑戰。

中國消防的現狀，表現在以下幾個方面：

第一，經費單一，投入是不足的；這是因為消防的主要出資方還是政府；

第二，體制單一，然后消防的力量也是不足；

第三，消防的基礎設施是比較薄弱的；

最后一點，信息化建設比較緩慢，智能的程度比較欠缺。這也是我今天講的主題之一。也就是說，我們在中國的消防信息化的建設和消防的智能化建設，我們拓寶科技如何做出一套系統去應對。

從這一張圖可以很顯然看出，在去年和前年火災的起數，傷亡人數還有直接的經濟損失。這個損失是巨大的，影響也很嚴重，也意味著我們消防建設，其實還是有一段路要走。

其實，從這張圖上面可以看出來，80.2%的火災是發生于住宅，49.1%的死亡人數是在晚上到凌晨的之間發生的。其實，重點在這句話——如何及時發現并及時通知人員撤離是減少傷亡和損失的有效途徑。那么，及時發現和及時通知也是目前乃至未來，消防信息化系統里面經常提及到的內容。

國家公安部和民政局對于獨立式火災煙感探測器的安裝，其實做了很多的指導意見，也明確指出在一些公共活動場所，包括一些老舊住宅，是需要鼓勵安裝獨立式煙感報警器。

其實圖中是一個典型環境，需要消防改造地區，一般的話，它的內部結構，包括電氣線路的老化程度等等，還包括消防設施的缺失，等等這些因素，隱患是很多的，火災的風險也是很大的。

傳統式的消防改造，如果是在這種地方進行的話，改造的困難度以及成本上，都會有一些問題。而獨立式的煙感又不具有無線傳輸的一些功能，也達不到現代智慧消防的一些要求。這也是拓寶科技推出智能消防無線系統的初衷之一。

這張圖基本上繼承了上一張圖的一些說法。傳統的聯網式煙感，確實是成熟可靠的。在消防的一些標準上，也有國家的一些標準。但是它需要重新布線、布網絡，對于大多數已建成已裝修的建筑來說，施工成本是非常高昂的，有的基本上是無法實施的。獨立式煙感的成本很低，確實是容易部署，但是它沒有聯網報警功能，也沒有管理的功能，在功能上是很受限制的。

下面講講第二章：目前煙感探測器的一些現狀以及市面上各類型煙感探測器的比較。

目前國內大部分煙感探測器都是有線聯網。第一，成本高；第二，改造實施比較難；第三，信息化程度是不高的。

國家的相關政策也確實是鼓勵和推動這種獨立式煙感，包括一些智能型煙感。對于智能無線煙感，在目前國家的相關政策上面，是有一些建議和意見，所以，我們可以看到在這個市場里面，明確了有一些建筑是鼓勵你去做的，包括養老院、福利院、幼兒園等等，特別是現在的居家老人、空巢老人等等住宅建筑，從國家政策層面來講，是鼓勵去做這個事情。

無線煙感探測器是近年來開發出的一種新型煙感探測器，有強大的后臺管理，包括本地、遠程告警，還有短信、電話、微信等等一些方式來發送給管理人員；另外，無線煙感也支持定時上報信息的狀態，不需要布線，這個可能是未來消防行業發展的一種趨勢。我在后面也會跟大家講一講幾種煙感的比較。

從這張圖上，可以看到傳統型的聯網式煙感，獨立式的煙感都沒有管理的功能。也就是說，它們缺乏了最重要的一點，沒有把煙感和平臺連接在一起，也即缺乏了“大腦”。

無線煙感的存在的時間其實也很長。那么，我們比較一下目前主流的無線煙感探測器。

上圖是市面上主流的無線煙感探測器的比較。目前主流的在商用的探測器，主要有二類：一類是LoRaWAN標準，一類是傳統Zigbee/藍牙標準。其實優缺點從這兩個圖可以看得很清楚。LoRaWAN標準的，我會在后面一章詳細展開，優點是長距離，大范圍覆蓋，電池壽命長。因為它低功耗嘛，用戶的容量大，成本低。

Zigbee和藍牙這種技術的產生時間已經很長了。相對而言，它的技術比較成熟，比較容易使用，成本也較低。但是，它有致命的弱點，比如傳輸距離非常短，跟LoRaWAN不是一個量級。在用戶容量和電池壽命上，相比LoRaWAN終端，也要小很多。

接下來我和大家講講，我們公司的Turbiot廣域無線物聯網系統的介紹、搭建原因以及價值判斷。

Turbiot系統是拓寶科技采用LPWAN技術開發的廣域無線物聯網系統解決方案，支持LoRaWAN的標準，采用先進的網絡架構，可降低成本，實現大范圍的物聯網的組網覆蓋。它的主要特點是通訊距離可達15公里，有著極好的室內覆蓋；它是超低功耗，電池壽命根據終端的不同而不同，五年以上的電池壽命，其實寫的比較保守的；它是一個低成本的解決方案，因為它的單網關單基站的數目是比較少的，可以帶到的終端是非常多的。所以，總體的使用和維護成本是比較低的。

整個的系統是基于LoRaWAN標準，系統容量大，安全性是比較高的。Turbiot的網，核心的是一個基于LoRaWAN的傳輸網。對這種傳輸網，各類終端都是可以接入到這個傳輸網中的。

LoRa是Long Range的意思，是一種低功耗長距離無線通訊網絡，主要面向IOT（物聯網）和M2M等應用。LoRa是低功耗廣域網（LPWAN）的一種重要無線技術。當然，LPWAN還有其它的一些技術了。

LoRaWAN是低功耗廣域網絡的一個規范，是一個全球性的規范。它的目標是提供一個安全的雙向通訊，然后讓所有的基于LoRa的設備形成一種互聯互通機制。那么，只要符合這個標準的終端，都可以提供無縫的連接，大家都可以接入。不需要復雜的本地安裝，所以，它給用戶、開發者還有企業，都可以自由地使用，實際在物聯網中發揮的作用是相當大的。

其實從下面這張圖可以看到，基本上LoRaWAN的整個網絡，都有一個終端，一個基站（網關），通過互聯網的方式連接到我們NS（Network Server），也即Server。Server后面就會有各種各樣的應用，全程由一些非常安全的加密方式來傳輸。

那么，從此圖可以看到，Turbiot廣域物聯網的一個系統框架。最左邊是Turbiot的一些終端，中間一級是基站和網關，并且通過IP網絡會連接到TurCloud網絡服務器以及應用的服務器，最后就是一個呈現界面。所以，Turbiot是一種從端到端的應用。

談談我們的系統規格。基站、終端和云平臺這三個部分組成一個核心的傳輸系統。那么，終端可以接各種各樣的sensor，網關的話，就通過LoRaWAN標準和終端相連，最后匯集在TurCloud云平臺。

對于Turbiot廣域無線物聯網系統的搭建原因，可以從跟IoT相關的技術來分析。從距離、功耗、成本，還有容量來算，Turbiot系統很好的符合了目前LPWAN的IoT趨勢。首先，它是一個窄帶系統，數據量很小，以上行為主；其次，它是個長距離的傳輸，覆蓋好，便于部署和維護；還有超低功耗；成本是很低的，容量也是很大的。

物聯網目前存在的主要問題：第一，需求強勁，但是現在的技術無法滿足的物聯網設備的無線接入的需要；第二，應用廣泛，但缺乏低成本、易于部署和可大規模推廣的應用方案。

拓寶科技是最早一批加入LoRa Alliance的中國企業，基于對LPWAN市場的高速成長性及市場前景，開發基于LoRaWAN技術廣域物聯網，也就是Turbiot廣域物聯網系統。

從價值判斷上來講的話， IoT是未來行業發展的趨勢，跟大數據，人工智能等等是并駕齊驅的。預計到2025年，全球聯網的IoT設備將會增加的500億個，這是一個巨大的市場需求。Turbiot作為國內最早的基于LoRaWAN的技術的商用廣域物聯網系統，可以廣泛應用到各類的應用場景，為萬物互聯的時代打下堅定的基礎。

說說這張圖。其實在很多場景里面，我們都可以看到這一類的應用。這類應用，其實非常適合LPWAN，也適合Turbiot廣域物聯網系統的應用場景，包括智慧城市、智能家居、環境監測、抄表、農業、智能定位跟蹤等等方面。

下面我跟大家介紹一下，Turbiot智能無線煙感探測系統的構成原理。以及應用前景。

那我們的Turbiot智能無線煙感探測系統，可以說是在我們的Turbiot核心傳輸網上面做的一項應用。

這個無線煙感探測系統的解決方案，主要面向的是老舊建筑改造，還有老城區改造等等這些改造場景的一些應用，解決目前煙感安裝困難的實際問題。

它是用了我們Turbiot核心網的傳輸，當然也是基于最新的LoRaWAN國際物聯網的標準技術，有范圍大、易于部署、成本很低等特點。系統構成主要由四個部分組成，一是煙感（無線煙感報警器），二是基站（無線網關），第三是管理系統，還有手機APP呈現系統。

應用場景的話，跟目前國家政策所支持的那些場景是非常符合的，比如養老院、幼兒園、學校宿舍、老舊住宅等場所。

直觀的比較一下Turbiot無線煙感系統的優勢。從傳統聯網式煙感、獨立式煙感，普通無線煙感和目前的Turbiot智能無線煙感，這四個進行縱向比較。而橫向比較的維度分別是，它們的供電、聯網方式、距離、網關架設、施工難度、總體成本，還有實時聯網報警和維護難度，等等。

那么從這個圖上，可以很明顯的看出Turbiot無線煙感的一些優勢。比如說長距離，大概是一到兩公里，當然這是實際的環境中；然后一至兩個網關，大概可以覆蓋多棟樓；施工難度是很小的，成本也比較低，具有可管理的功能，所以說實時聯網報警肯定是支持的，維護難度也比較小。

所以從以上的敘述來講，Turbiot智能無線煙感是非常滿足目前消防改造的一個產品。

這張圖是Turbiot無線煙感探測系統的一個框架圖，這里寫的可能是一棟建筑，也可能是N棟建筑，因為我們的覆蓋范圍非常廣的，跟傳統Zigbee相比優勢是很大的。目前每一棟樓里面部署的煙感是TBS-100。當然，現在我們還有一些新產品，包括TBS-110。

這個無線煙感通過LORA跟網關相連，傳到網關。網關是IP直接會跟TurCloud網絡服務器相連。后端是我們的無線管理平臺在運作。那么，住戶或者管理員可以通過短信、電話等多種渠道實時知道當前的狀態。

這個是我們的 TBS-100無線煙感產品。它是一個符合LoRaWAN，包括Turbiot系統的標準的一個無線終端。它是有GB20517的國家標準的獨立煙感的認證。那么它的相關的報警音量，保護面積等等都是符合國家標準的。

這個產品是我們公司推出的底座式無線煙感。應該來說，是國內乃至全球吧，可能是第一款的基于LoRaWAN標準的一個無線底座煙感。TBS-110這款產品可以接眾多大廠的獨立式煙感，我們在傳統的獨立式煙感上面加了一些無線功能，支持LoRaWAN 以及Turbiot標準，使得傳統的獨立式煙感有了一個質的變化，使它有了即時的聯網功能。

這個是我們的智能煙霧報警管理平臺。從圖中可以看出，它是有一些我們專業的消防和安防的管理手段在里面，包括地圖顯示、實時報警，還有設備管理，等等。這些都構成了我們的智能煙霧報警平臺，構成了我們整個系統的管理手段。

這個是我們的一個智能的煙霧報警的手機App。它可以很直觀的去展現系統目前的狀態。

下面我給大家做分享下我們的實際的工程案例。

這個是武漢園區的一個消防試驗網。它的網關覆蓋范圍是1.3公里。覆蓋的樓宇方面，一個網關是六棟樓，包括宿舍、酒店還有辦公室。煙感是三百個，用的是一個網關。管理系統用的也是一套。

這個是我們在山東一所高校的一個消防改造項目。它的覆蓋范圍是，單網關實現了28萬平方米的覆蓋，覆蓋的樓宇達到12棟，這個數量還是比較大的。無線煙感大約是兩千兩百個，網關使用了2臺，做了重疊覆蓋。管理系統也是一套。

這個是我們在武當山做的一個消防改造項目。地址是武當山的一個風景區，覆蓋的是玉虛宮的那塊。網關使用了兩個，煙感大約是一百個，管理平臺也是一套。

感謝智東西給我們提供這么好的場所，跟大家一起交流，一起溝通，下面我把指揮棒交給何總。

Q&A環節

提問一

吳俊

上海信投建設有限公司

1、消防系統包括煙感、噴淋、消防栓、鋼瓶等，有沒有成體系的物聯網標準和系統提供支持？

2、消防物聯網后臺應用有哪些？收集到的數據匯總到哪兒、可不可以為其它的城市管理服務提供支持？

吳總：上海信投吳總的提問是很專業的。目前，消防體系有完整的標準體系。物聯網在消防領域的應用，分為消防設施的物聯網和消防設備信息化管理的物聯網。但是目前還沒有成體系的消防的物聯網的標準。所以各地其實都是在推進。

消防設施聯網最快的，也就是我們今天主講這一部分，其實是消防設施的物聯網。它的作用其實就是說在沒有條件布防的情況下，是通過物聯網的技術，低成本的快速的去布設物聯網系統，提高消防能力。

消防設施的信息化管理的物聯網，可以用我們目前的一個物聯網的技術來管理現有一個消防設備。第一可以降低成本，第二提升消防設施的有效性。

接下來回答第二個小問題。收集到的數據，是可以匯集到云端的，也是可以給消防管理部門使用的。因為這個接口都是有的。當然可以授權給其它的部門使用。那么智慧消防這塊的部分應該來說的話，可以作為智慧城市的一部分，為其它應用是提供支持的。

提問二

孟凡亭

寶德（天津）安防科技股份有限公司

一是作為一款消防產品，是否已取得行業CCC認證？

二是老舊建筑改造或新建筑建設，只有煙感也不能滿足要求，貴公司是否有計劃推出系列產品，滿足實際工作需要？

三是無線煙感采集到的信號傳輸到哪里，還需要建設控制室嗎？與目前公安部消防局大力推廣的消防物聯網（原有設備加裝物聯網采集、傳輸裝置）能否一并歸集至消防部門，便于數據分析，實時監督和及時處置。

吳總：最近大家也知道，某美品牌也推出了一款智能無線煙感產品，也是過了3C認證，可以在它的產品上看到。但是它的認證是基于獨立式煙感報警器的3CF認證。但是，通信部分目前還沒有一個正式的國標。所以，它是單獨的通過消防的測試。

對于第二個問題，當然孟總也應該是專業人士。確實，目前單獨的一個無線煙感，在滿足整個消防體系，或者說火災探測報警系統的一個需求上面，是不足的。這點我們也認識到了。所以我們基本上就很快就會推出滿足火災探測報警系統的全部產品。我們也會進而去滿足火災自動報警系統的一個產品。

對于第三個問題，其實我們的采集信號是傳輸到一個服務器里面，通過外部的方式來展現和控制。那么，控制室可以根據需要設不設、設在哪里，這是非常靈活的。目前公安消防局大力推廣的消防物聯網，在原有設備的基礎上，加采集傳輸的裝置，是非常容易集成在一起的。其實，我們的系統，也是非常對他們的胃口的。

提問三

辛東金

天津中科智城網絡科技有限公司

消防是個特別嚴肅、可靠性要求特別高的東西，LoRaWAN網絡怎么保證無線的信息傳輸的穩定性與安全性？

吳總：辛總是我們的老朋友了。LoRaWAN本身是一個安全性非常高的系統，LoRa Alliance已經專門發布了一個LoRaWAN安全白皮書進行介紹，大家可以去了解了解。可靠性方面，其實我們在布網，或者說實際施工設計中，要遵循一定的規則。就可以保證他的可靠性。拓寶科技目前也正在制定設計施工的規范，非常類似于目前有線消防系統GB50116的標準。

對于無線網絡，大部分人有一個誤區，可能認為無線的可靠性低。實際上，只要我們遵循一定的設計規范，無線通訊的可靠性完全可以媲美，甚至超過有線系統的。舉一個不恰當的比喻，航天器的所有通信都是無線系統的，但可靠性是非常高的。

提問四

王玨

巨夢時空控股 CEO

煙感和自動灑水可以連接到一起嗎？另外，敏感度有多高？

吳總：煙感和自動灑水的系統是肯定可以連在一起的，也就是說，煙感和自動灑水的聯動機制，對于我們目前的系統來說是沒有問題的。

至于敏感度，如果指的是煙感的靈敏度，那么煙感的敏感度是符合獨立煙感3CF認證的一個產品，所以它的敏感度是符合國家標準的。

提問五

劉威

達海智能

您好，這幾天柯潔正在和AlphaGo新版本交戰，想請問一下您是如何看待ai和智慧建筑結合的?目前大部分公司的精力都用于數據采集和可視化或是簡單的數據分析，您對于下一步發展愿景是怎樣的?謝謝

吳總：這是一個熱點問題。從目前科技發展態勢和熱點來看，一個是云，一個是人工智能，一個是大數據，當然還包括物聯網。

那么，無論大數據、人工智能，還有云計算，用簡單的一句話來描繪他們的關系的話，就是在“云”上用“人工智能”去處理“大數據”。那么，數據的來源基礎，就是和物聯網緊密結合在一起的。因為未來所有物體都會聯網，比現在互聯網的數目肯定是倍級的增長。物聯網的發展，勢必會帶來大量的數據。那么大量的數據處理，必然會需要人工智能的介入。

所以，AI跟智慧建筑的結合，其實就是智慧建筑將無數的數據交給AI來處理，我覺得這也是未來的一個趨勢。

拓寶科技的發展愿景是會基于IoT、LPWAN，基于物聯網領域，做深度的垂直發展。我們希望我們物聯網系統能夠為廣大的各行各業的應用，做一個支撐，做一個平臺，實現大家共同的進步和行業發展。

提問六

張業梅

信投咨詢

您好，請問1、目前前端能采集哪些類型的數據；2、在采集數據時防外界干擾程度如何？怎樣保證采集到數據的準確性？

吳總：采集的數據跟終端類型相關。數據準確性是跟采集器性能相關。

提問七

何峰

相比loRa，NB-IoT在煙感探測系統的應用未來會有怎樣的前景？

吳總：針對這個問題，我講講在LPWAN領域里面，NB的優缺點，或者說是LoRaWAN和NB的區別與走向吧。

就NB來講，在LPwan上是一個非常熱的門類。其實，從技術上來講，兩者之間是沒有太大的優劣之分，區別在于NB是采用的是運營商統一部署的、覆蓋全國的網絡，然后進行收費運營的模式。LoRa及LoRaWAN相關，是可以讓企業搭建屬于自己的網絡，實現業務運營。雖然說NB-IOT受到了運營商的強烈支持。但是，并不能代表LoRa就會被輕易的取代。

首先，從起源來講，LoRa是在NB之前誕生的。LoRa的商用系統其實已經商用了。NB的話，嚴格來講，是沒有正式商用的，只是有些實驗網。從成本上來講，LoRa就說目前來講的話，還是比NB低不少的。當然，從NB推廣的速度來講，后期上量之后的話，這部分的比較，其實是可以忽略的。

從低功耗這方面來講。基于目前技術成熟度，NB遠沒有達到目前標稱的五個μA的待機功耗，LoRa其實只有一個μA的待機功耗。模塊的話，它是小于兩個μA的。

LoRa是自組網，從費用上來看，是可控的，也是可預算的，NB從運營方式來看，運營商前期會上大量補貼，來沖終端量。LoRa的話，是一個直接網，包括終端、核心網、平臺、數據，其實是沒有通訊費用的；NB的終端以及數據，隨著數據的產生，會持續產生費用的。所以說各有優劣，還是要看下需求的。

從數據安全角度來講，LoRa是自組網，數據較NB而言是安全的，因為是自己的。而NB的數據會走運營商的，這是顯要的區別之一，那么不同行業會根據數據的安全性各取所需。

從推廣角度上來講，NB的煙感探測器也是在推。但是從消防行業這個角度來講，因為消防行業有指導性的無線通信認證的規格和要求，是需要整套設備都搬到認證地區去做認證。所以NB是很難滿足這個要求的，相反LoRa還是可行的。

綜上所述，目前NB的煙感終端的耗電量是滿足不了目前需求的，NB的煙感探測器時效性和承受度還是不及LoRaWAN的無線煙感終端。