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一种基于物联网技术的三关一闭监管装置及方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-08-13 15:49:16

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 樊江洋 | 2025-08-13 15:49:16

本成果针对商业综合体餐饮商铺 “三关一闭”(关燃气、关水、关电、闭门)人工监管中 “执行情况难核实”“人力成本高” 的核心痛点,结合物联网技术研发了一体化监管装置及方法。装置由燃气阀采集装置、水阀采集装置、门采集装置、电源模块、网关和云服务器组成:采集装置通过门磁传感器实时捕捉燃气阀、水阀、门的开关状态,经 LORA 无线传输模块(搭配中继模块解决信号弱问题)发送至网关;网关集成 LORA 接收、光耦继电器(实现电信号采集)、低电压转换、485 汇总及 4G 上传功能,将数据预处理后上传至云服务器;最终通过监管软件平台实现远程实时监控。方法流程涵盖 “状态采集 - 信号转换 - 数据传输 - 云端存储 - 平台监管” 全链路,解决了传统监测中 “供电难、布线难、信号不稳定、协议不统一、电状态无专用采集方案” 等问题。目前已通过专利验证(专利号 CN202011031178.4),在模拟场景中实现 “三关一闭” 状态识别准确率 98% 以上,数据传输延迟≤5 秒,可替代每日人工核查,降低管理成本约 60%。

1. 无线低功耗采集方案:燃气阀、水阀、门采集装置均采用 LORA 无线通信技术,搭配低功耗门磁传感器,无需有源供电(依赖内置电池可续航 12-24 个月),解决商业综合体 “采集点无供电条件”“布线成本高” 的难题,部署效率提升 80%。2. 中继增强信号稳定性:每个采集装置配备 LORA 中继模块,当传输距离超过 50 米或存在墙体遮挡时,自动转发信号,将数据传输成功率从传统无线方案的 70% 提升至 99.5%。3. 电信号采集创新:通过光耦继电器模块直接接入电空开,无需额外传感器即可将电状态转换为数字信号,硬件成本降低 30%,同时避免传统电磁阀方案的布线限制。4. 多协议统一网关:网关集成 LORA 接收、485 采集、4G 传输功能,兼容不同采集装置的信号协议,解决 “数据格式不统一” 问题,后期维护成本降低 50%。5. 实时监管闭环:数据经 4G 上传云服务器后,通过监管平台实现 “状态实时显示 - 异常自动报警 - 历史数据追溯” 全流程管理,管理人员可远程核查,替代每日 2 次人工上门检查,响应速度从 2 小时缩短至 5 分钟。

1. 商业综合体核心场景:全国现有大型商业综合体超 5000 家,每家日均需 2-3 人进行 “三关一闭” 核查,本成果可直接替代人工,按单设备年均节省人力成本 10-15 万元计算,仅该领域市场规模超 5 亿元 / 年。目前上海部分商业体试点显示,消防安全隐患排查效率提升 70%,漏检率从 15% 降至 0。

2. 拓展至连锁餐饮行业:全国连锁餐饮门店超 300 万家,单店闭店前的安全检查需求迫切,本成果可通过轻量化改造(简化网关功能)适配单店场景,按单店设备成本 2000 元计算,潜在市场规模达 60 亿元。

3. 公共建筑延伸应用:医院、学校、写字楼等场所的“下班前安全检查”(关水电、闭门)可复用该技术,预计额外带来 30 亿元市场空间。

4. 政策驱动下的增量市场:随着《大型商业综合体消防安全管理规则》强制要求 “每日闭店前安全核查”,各地消防部门已将智能化监管纳入推荐方案,未来 3 年渗透率有望从目前的 5% 提升至30%

1. 卢建钧(技术带头人):高级工程师,从事消防物联网技术研发 15 年,主持过 3 项市级消防科技项目,获国家专利 12 项,负责本成果的整体技术架构设计(如网关协议兼容方案)。2. 周序(硬件研发负责人):工程师,专注低功耗传感器设计,主导采集装置的无线通信模块开发,解决了 LORA 信号穿墙衰减问题,相关技术已申请 2 项实用新型专利。3. 霍祥宇(软件负责人):系统架构师,负责云服务器与监管平台开发,实现了异常报警算法(如连续 3 天未执行 “三关一闭” 自动推送预警),保障平台支持 10 万级设备接入。团队核心成员均有 5 年以上消防或物联网行业经验,分工涵盖硬件设计、通信优化、软件开发,已形成 “技术研发 - 试点验证 - 迭代优化” 的成熟协作模式。

1. 研发投入与收益:项目研发周期 2 年(2019-2020),累计投入经费 800 万元(含硬件测试、试点改造)。2024 年上海试点项目实现销售额 300 万元,带动专利许可收入 50 万元。

2. 后续投入规划:为适配连锁餐饮轻量化需求,计划再投入 200 万元用于模块小型化研发,预计 6 个月完成,投产后可降低单设备成本 40%,目标 1 年内实现销售额突破1000 万元。

3. 社会效益:在安全保障方面,通过实时监管减少燃气泄漏、电路短路等隐患,试点区域火灾事故发生率下降 60%;在资源节约方面,避免因忘关水电导致的能源浪费,单商业体年均节水节电约 1.2 万元;在管理升级方面,推动商业安全管理从“人工抽检” 向 “智能全检” 转型,为行业提供标准化监管方案。

1. 技术转让:向商业综合体运营企业、消防设备厂商转让专利技术,可配套提供 3 年技术支持。

2. 设备销售 + 服务:采取 “硬件销售+ 年度运维服务费” 模式,已与上海 2 家商业综合体签订年度服务合同。

3. 合作开发:与连锁餐饮品牌联合开发轻量化版本,对方投入研发资金占比 40%,共享市场收益(我方分成 60%),目前已与 1 家区域连锁品牌达成合作意向。