NB-IoT傳感器檢測防火門狀況以保護建筑

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難題，包括高合規成本和人工檢查錯誤率，并且會增加在工作場所感染新冠病毒的風險，因此物業經理和公共管理當局越來越希望實施自動化的遠程建筑管理。

在這個發展趨勢的推動之下，愛爾蘭公司Safecility為樓宇安全自動化開發創新的物聯網解決方案。盡管只是一家新興企業，Safecility 已經為市場帶來了很大的影響。該公司在愛爾蘭小型企業創新研究項目“利默里克城SBIR”中發揮了重要作用，這個項目旨在解決建筑廢棄問題，把愛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 能夠將其創新的物聯網解決方案商業化，作為Enterprise Ireland 預商業采購計劃的一部分。具體而言，該公司提供了一款經濟高效的、無破壞性的解決方案，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 防火門傳感器，尺寸為10 cm×5 cm×2 cm，連接到現有的防火門，并使用用戶可自行更換的3.6 V 電池供電，從而讓業主滿足法規義務要求，確保防火門達到標準（如圖1）。Safecility 物聯網架構師Tad McAllister 表示：“不安全的防火門只是一扇普通的屋門，無助于防止火災蔓延，一旦發生火災可能會危及生命。”“因此法律要求大多數大型公共建筑和社會住房業主/ 政府當局安裝并定期檢查防火門，以確保它們符合法定的最低安全標準。”“問題在于，一直以來這都是既費時又費錢的手動操作過程，因為需要訓練有素的防火門技術人員定期查看，使用物理間隙量規進行測量。即使原意很好，但這是一個手工操作的過程，意味著很容易出現人為的錯誤，包括未能完全檢查防火門。”ShutSafe 設備能夠檢測防火門是否緊密關閉以保護建筑物及其居住者。為了確保防火門正確關閉并與門框成直角，每個ShutSafe 裝置都采用了一系列環境傳感器（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控制。這些傳感器可以檢測自防火門首次安裝以來，防火門和框架之間是否存在任何可能降低防火門抵御火災能力的間隙。如果檢測到間隙出現變化，這個平臺會推斷問題的性質并嘗試診斷原因，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，這樣可以進行更有效的、更有針對性的維修。防火門故障或問題的報告和警報會自動發送到專有的云平臺，以便設施管理人員可以及時采取行動。

圖 ShutSafe防火門傳感器可讓物業經理確保現有防火門符合法規標準

1   Nordic SiP支持蜂窩通信功能

通過使用蜂窩物聯網網絡，Safecility 可以實現遠程無線配置傳感器，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 蜂窩物聯網無線協議進行通信。這樣最大限度地擴大了在整個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送數據。Safecility 表示，這使得ShutSafe 傳感器即使在最具惡劣的環境中亦能夠可靠地運行，例如在地下室、地窖和停車場的地下環境中。Nordic SiP 支持實現的NB-IoT 連接省去了網關需求，可將采集的傳感器數據直接傳輸到主服務器。McAllister 表示：“我們一個重要考慮因素是NBIoT能夠在相當低層的地下環境進行橋接，特別是在小區覆蓋更密集的城市地區，以及站點之間的距離可能會限制信號接收的農村地區。”“NB-IoT 蜂窩網絡的另一個巨大優勢是它與任何現有基礎設施完全隔離，出于安全原因，許多客戶不希望在內部Wi-Fi 網絡上使用物聯網設備。”調試ShutSafe 并非沒有挑戰，因為Safecility 使用帶有獨立調制解調器的主機控制器，這使得調試過程更加復雜。然而，該公司開發人員對于Nordic 的開發框架印象深刻，其中包括nRF9160 DK（預認證單板開發套件）和在nRF9160 SiP（和Nordic 短距離無線解決方案）上使用的nRF Connect SDK 蜂窩物聯網軟件開發套件所實現的簡單設置，而Nordic 的技術支持也可顯著縮短應用開發時間。展望未來，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越流行。McAllister 總結道：“新冠疫情只會加速人們對此類設備引起興趣，因為它可以準確地、自動地監控防火門，減少人員互動并遵守社交距離限制。”

（本文來源于《電子產品世界》雜志2021年10月期）