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鼎信王建華:新時代消防企業自主創新與發展

  新時代,我國消防管理體系和能力建設,就是要大力推進科技自主創新,要加強關鍵技術研發,以信息化推進消防管理現代化。物聯網作為一個信息系統向物理世界延伸的技術,極大拓展了人類認識和理解物理世界的能力,被稱為繼計算機、互聯網之后信息技術產業發展的第三次革命,成為各個行業研究和運用的熱點技術。

  優秀、成功的物聯網技術或平臺都是為解決行業的痛點問題而研究和部署的。鼎信消防物聯網(TC-IoT)聚焦智慧建筑領域。首先,以消防報警為切入點,對行業問題進行垂直整合,探索出一套切實可行的物聯網技術與平臺;然后,拓展應用到智能安防、智能家居、樓宇自控等其它垂直行業。

鼎信消防物聯網架構

  進入工業4.0時代,IT(Internet Technology,互聯網技術)與OT(Operational Technology,感知&控制技術)深度融合,繁衍出更多創新應用。鼎信消防結合企業自身十多年載波通訊技術和現場總線技術優勢,提出鼎信消防物聯網架構:以OT層的技術、規范、平臺、服務為核心業務,重點解決建筑智能化控制“最后一公里”的通信和連接可靠性難題;借助IT層強大的傳輸和管理能力,打造建筑智能化控制全生態鏈(如圖1所示)。

圖1鼎信消防物聯網架構

鼎信消防物聯網創新體系

產業興起的同時,問題與挑戰隨之凸顯。

  智慧建筑作為智慧城市的重要組成部分,煙霧、溫度等參數是否能夠精確感知,音頻、視頻等數據是否能夠高效采集,連接是否簡單、可靠,通信是否安全,維護是否便捷……都是新挑戰。在應用層痛點是碎片化,協議標準的缺失或不統一,同樣給該行業發展帶來阻力。

創新,是應對問題與挑戰的“法寶”。

  鼎信消防自初創至今,緊貼行業發展趨勢,重視基礎理論研究、堅持自主創新。經過不斷的研究、實踐與沉淀,逐步形成了基礎理論研究、原創技術、芯片設計及協議標準四位一體、螺旋式上升的技術創新體系(如圖2所示)。依靠此創新體系,先后提出了一大批引領行業的前沿技術、設計了一系列自主知識產權的IC芯片,制定了一整套原創的OT層現場控制協議。

鼎信消防物聯網技術創新體系

圖2鼎信消防物聯網技術創新體系

鼎信消防物聯網技術創新

創新,從哪里起步?技術創新是關鍵。

  技術創新I:行業首創全系統雙絞二總線(二線制1.0)

  目前,消防自動報警系統普遍采用雙絞線通信,DC-24V供電。行業痛點問題是如何在無中繼的前提下增加傳輸距離,同時兼顧大功率節點設備(如火災顯示盤、聲光報警器等)用電。

  公司提出行業首創的全系統二線制解決方案:自主研制的IC芯片(TC100、TC001)代替分離元器件搭建的接口電路提高可靠性;原創的TC-BUS通訊協議有序控制節點的休眠與工作降低功耗;節點端增強型ESD防護、混合型濾波電路大大削弱長線傳輸反射干擾。多方位的優化設計保證了產品的超低功耗、綠色節能、壽命更長,使得整個系統通信距離更遠。

行業首創全系統雙絞二總線行業首創全系統雙絞二總線

  技術創新II:平行二總線(二線制2.0)

  在實際工程中,為施工方便并節省成本,控制室到各樓宇之間常常不采用雙絞線而使用多芯平行電纜走線。痛點問題是平行線間的容性變大,導致不同回路相互干擾變強,造成系統的通訊成功率降低、通訊距離變短。目前行業普遍采用打補丁式方法,例如增加中繼或定制專用電纜等。

鼎信消防平行二總線

  鼎信消防借助十多年電力線載波的技術優勢,提出平行二總線徹底解決方案:創造性引入擴頻技術和正弦波半壓驅動模型,研制出一套雙絞線和平行線都適用的IC芯片組(TC8751+TC1101、TC8701),節點端采用微功耗開關電源調制技術降低功耗。

  平行二總線為行業新標準下DC-36V智能疏散系統提供了一種大功率無電容全新解決方案。同時,針對自動報警系統(DC-24V)與智能疏散系統(DC-36V)混合搭建問題,實現了DC-36V全兼容。新系統供電能力更強,傳輸距離更遠。

  技術創新III:融合二總線

  技術創新I、II所提及的技術主要適用于參數、開關量等小信息量傳遞的控制網絡。對于音頻、視頻等大數據量的傳遞情況,行業普遍采用互聯網解決方案?;ヂ摼W中有線連接方式多采用水晶頭連接,多次插拔后,連接可靠性下降,因此需要有人值守。直接將此方案應用到設備數量巨大、無人值守的物聯網系統,成本、維修和服務是其最大的痛點。

  鼎信消防結合公司行業領先的寬帶載波技術(包括工藝28nm的工業級自主寬帶芯片TC9201)和平行總線技術(技術創新II),提出高速與低速融合的可供電、遠距離二線制總線解決方案。高速、大數據量采用寬帶載波傳輸,控制信息采用平行總線傳輸,高速與低速實時切換。

  技術創新IV:超低功耗無線技術,助推有線與無線網絡融合

  現代城市的基礎設施大多部署有線網絡,這樣可保證數據傳輸的可靠性,也不存在供電問題,但擴展性不足。采用無線傳輸,不用鋪設線纜,部署靈活,但通信不穩定和設備功耗大引起電池維護成本高仍是影響其普及的瓶頸,兩類網絡也很難真正實現互補。

  鼎信消防憑借在現場控制領域領先的技術能力和對低功耗設計的深刻理解,研制出超低功耗無線通訊芯片(TC8601),實現產品與電池同壽命,可達15年免拆換。鼎信消防的無線創新技術真正實現有線和無線網絡互補、網絡融合。其成功部署將有效助力產業的升級換代,助推建筑智能化物聯網的新舊動能轉換。

超低功耗無線技術,助推有線與無線網絡融合

  技術創新V:AFDD智能電弧檢測技術

  面臨日益嚴峻的電氣火災危害,鼎信消防研發出一款具有完全自主知識產權的28nm工藝、1G采樣率高精度ADC、四核高性能CPU的AFDD專用芯片(TC8501)。其集成小型斷路器、B+型漏電保護器、故障電弧識別、過欠壓保護等功能于一體。鼎信消防AFDD故障電弧信號識別融入AI算法,使決策更智能。

  技術創新VI:紅外感煙Chirp檢測技術

  感煙探測器作為消防自動報警系統最重要的預警設備,其感知火災準確性的能力至關重要。針對行業現有感煙探測器單次采樣、易受干擾,出現不報或誤報的現象,鼎信消防研發出一款具有完全自主知識產權的專用芯片(TC8601)。其采用Chirp信號高采樣,引入神經網絡智能判別。鼎信消防紅外感煙Chirp感知技術的提出有效消除電磁、背景光等影響,大大簡化迷宮等工藝設計,使判別更智能、更準確。

鼎信消防紅外感煙Chirp感知技術

  技術創新VII:以小見大,DIY體驗,精準服務

  鼎信消防技術創新秉承“以小見大,為客戶精準服務”的理念,這里的小是指細節設計。一個小細節的改進給客戶帶來的是安全的操作、便捷的施工,對行業來說甚至是創造性、顛覆性的改變。AC220V錯接防護、免剝線、螺絲防脫…..這些創新都是以小見大的典范,紛紛成為行業追逐、效仿的對象。友好的設計、簡單的操作、可靠的連接引起了服務模式的改變,維保人員由原來枯燥的專業維修工人變為有趣的DIY體驗者。一名普通維護人員無需培訓,可直接DIY進行安裝、拆換。鼎信消防產品均采用即插即用的入網設計,設備安裝或替換后,迅速進入工作狀態。

鼎信消防AC220V錯接防護、免剝線、螺絲防脫

  鼎信消防物聯網重點打造的OT層通訊、連接一體化、系統級解決方案,可快速、有效地實現園區級DIY精準服務,綜合服務成本更低。

  新時代應急管理體系下,鼎信消防物聯網緊貼行業需求,形成了以“二線制+自主芯片+融合網絡+DIY精準服務”為核心的整體解決方案和發展模式,旨在打造一個綠色、智能、交互友好、可持續發展的建筑智能化控制全生態鏈。

文/王建華

青島鼎信通訊消防安全有限公司董事長

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