消火栓是一座城市的功能性基础设施之一，也是火灾救火灭火的关键设备，消火栓的好坏、是否有水、水压是否达到要求，将直接影响城市的消防安全，关乎公共财产及公民的生命财产安全。

为认真贯彻落实习近平总书记关于安全生产重要论述，从根本上消除事故隐患，2020年4月1日国务院安全生产委员会印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》，在全国部署开展安全生产专项整治三年行动，要求2020年4月至2022年12月完成。2020年6月，湖南省和长沙市根据国务院安全生产委员会的部署要求，业先后发布《湖南省安全生产专项整治三年行动实施计划》和《长沙市安全生产专项整治三年行动实施计划》，其中明确规定建设城市物联网消防远程监控系统和消防大数据管理系统。

例如长沙市主城区约有消火栓一万七千多具，长沙供水公司每年接到消火栓漏水、损坏的投诉近5万个，每天需要安排几十位专人排查消火栓存在的各种安全隐患。据统计长沙市供水公司的产销差达35%，制水成本按1元/吨计算，年产销差水费达3亿元以上，其中消防栓偷漏水就是重要因素之一，占全部漏损的近20%。与国家颁布的《水十条》在2020年供水产销差率控制在12%内的要求还有很大的差距。尽管供水部门一直在加大监督和巡查力度，单纯靠人力无法实现对消防设施的实时监管，必须借助传感器技术、物联网和大数据分析手段，实现监管智能化。

随着传感技术和物联网技术的发展，市场上针对当前消火栓管理存在的以上问题，推出了各种类型的智能消火栓水压物联网监测装置，通过实时监测水压数据判断消防栓内是否缺水、漏水。但由于对压力传感器的选型没有经验，大多数厂商采用硅压力传感器，导致监测水压的误报和漏报严重，产品使用寿命也有限，因此智慧消防局部试点成功案例并不多。由于压力传感器负责采集消防栓管内的实时压力，压力传感器安装后，会工作到使用寿命的终点，一直都处于加压工作状态，因此，要求传感器具有长期抗疲劳、可靠性高的特点。

显然扩散硅、应变片、陶瓷等压力传感器，都有一个共同的缺点，就是长期稳定性差，使用寿命有限，导致产品故障率高、管网压力误报率及漏报率高。要解决消防水领域的压力实时监测难题，目前只有基于金属基压敏芯片（金属溅射薄膜敏感体）压力传感器这个方案。

湖南启泰传感科技有限公司是专业从事金属基压敏芯片和压力传感器制造的高新技术企业，填补了我国没有高端压敏芯片规模生产线的空白，在军工、航天和工程机械等领域成功实现了“进口替代”。由于在水、气监测领域的压力量程一般都在0.5MPa-2.5MPa之间，在这个量程区间，金属基压敏芯片国内尚是空白，国外做得也不好。湖南启泰为了在水气监测领域拔得头筹，专门开发了0.5MPa-2.5MPa较低量程的芯片，并可批量化低成本生产。基于这些芯片，专门解决了消防水（自来水）和天然气所需的高端压力传感器的难题。由于芯片的性能卓越，这些芯片已在我国的军工和航天中使用。

图1  启泰公司金属溅射膜芯片和压力传感器

智能消防栓监控系统采用多种传感器技术、NB-Iot物联网技术、GIS技术、云计算等技术，监测消防栓状态、地理位置、用水情况、水压信息、安全信息等，运用物联网云系统对消防栓的信息进行处理、分类、统计和分析，从而达到日常消防栓全面管理和战时合理规划，全天候实时监测到每一个消防栓状态。

图2  智慧消火栓监测系统业务示意图

普通消防栓加装智能物联网系统之后，由传感器收集到消防栓状态信息后，通过NB-lot网络发送到云端服务器处理并将数据传送到监控中心。当系统检测到消防栓用水、撞倒、水压超限等报警触发时，服务器通过物联网云平台将报警信息显示或者发送至手机终端APP。

采用金属基压力传感器的智能消火栓设施物联网的系统体系架构自下而上应由感知层、传输层、平台数据层、应用层构成。

图3  智慧消火栓监测系统架构图

该系统具有以下特点：

Ø1、消防栓实时水压监测及报警

Ø2、消防栓偷水漏水监测

Ø3、消防栓撞倒状态监测

Ø4、消防栓定位导航功能

Ø5、云平台大数据处理分析

Ø6、微功耗设计，8至10年超长电池续航

Ø7、嵌入式设计，除特殊型号无需整体更换消防栓。

Ø8、不锈钢压敏芯体和外壳封装，耐腐蚀和高、低温。

消防安全涉及千家万户，事关人民群众生命财产安全。消防安全，责任重于泰山。习总书记曾指出“消防建设对提高防灾减灾救灾能力、维护社会公共安全、保护人民生命财产安全具有重大意义。”

智能消防栓物联网远程监控系统不受任何天气影响，达到无遗漏实时设备监控，实现了消防栓水压监测及撞倒的状态信息实时监测、消防水压监测、水压超限实时报警、消防栓GIS定位导航等功能。同时还可以提供数据接口对接供水公司、消防部门、数据资源管理局等各单位已有管理系统，实现消防信息化和智慧化建设。