第一章 項目概述
1.1 項目背景
隨著城市化進程的加速和建筑業的蓬勃發展，消防安全已經引起了人們的廣泛關注。高層建筑因其功能多樣、人員密集和現代化設施眾多，一旦發生火災，容易受煙囪效應和風效應影響，導致火勢迅速蔓延，撲救困難。然而，物業管理單位在高層建筑的消防意識上相對薄弱，經常忽視對消防供水系統、自動噴水滅火系統等消防設施的管理和維護，使得消防隱患十分嚴重。
在眾多消防設施中，消防水池和消防水箱作為滅火救援的關鍵水源，其重要性不容忽視。歷經實踐證明，消防水池與消防水箱的水位和水溫變化會直接影響火災撲救的效果。水位過低可能導致滅火水源不足，而水溫過高則可能影響滅火效果，甚至對消防人員構成威脅。為了確保消防水池的水位和水溫始終處于適宜狀態，以應對潛在的火災事故，消防部門急需解決如何有效監控這些問題。因此，消防水位水溫監測系統的研發與應用顯得尤為重要。
基于這一背景，山東仁科自主研發并推出了消防水位水溫顯示報警系統。該系統采用智能監測傳感器設備，能夠實時監控消防水池、水箱等容器內的水位和水溫變化，并將數據上傳至平臺。一旦發現水位或水溫異常，系統會迅速發出報警信號，使消防部門能夠及時調整消防系統，有效預防消防事故的發生，保護人民群眾的生命/財產安全。
1.2 建設目標
消防水位水溫顯示報警系統解決方案的總體目標是實現對消防系統水位水溫的統一監控和管理，實時采集、傳輸消防水池、水箱水位水溫信息，進行全數字化集中監控管理，滿足現代化火災預防、消防安全的需要。
具體目標架構如下：
■ 水位監測：實時監測消防水池、水箱等儲水設施的水位高度情況，及時發現儲水設施中的泄漏、滲漏等問題，防止因缺水或水質問題導致的火災隱患，確保水源充足，為滅火救援提供有力保障；
■ 水溫監測：實時監測消防水池、水箱等儲水設施的水體溫度，及時發現水溫過高或過低的情況，防止因水溫異常導致滅火效果下降甚至失效的問題；
■ 異常告警：發現水位異常時系統自動蜂鳴告警（附帶消音開關），以便及時通知管理人員做出相應處理；
■ 平臺分析：監測數據實時上傳云端平臺，利用平臺完善的數據統計和分析功能，為管理人員提供可靠的參考依據，以及提供火災風險評估、應急預案制定等決策支持；
■ 遠期規劃：促進消防水池、水箱水位水溫監測的自動化、智能化，明晰相關管理人員的權利和責任，提高其管理水平同時預留充分的擴展功能，適應發展需要，方便擴展，達到短期投資、長期受益的目的。
1.3 設計原則
根據消防水池、水箱管理維護的實際需求，以及國內外相關技術發展的現狀和方向，參考國內外相關監測技術建設的先進項目，借鑒其建設經驗，在方案中我們需要遵循以下幾項總體原則：
■ 穩定可靠
整體方案從方案架構、產品設計等各個層面，都以穩定可靠作為設計的第一目標。
■ 架構合理具有可擴展性
采用平臺級的理念來架構系統，使整個方案安全平穩地運行，并具備良好的擴展性。可擴展性保證當用戶有更多的要求時，引入的新設備可以順利地與本次配備的設備共同工作，進一步擴展與提高系統的性能和功能。
■ 盡可能簡約的配置
整個方案盡可能采用簡約的連接方式，去掉各種冗余配置，減少故障點，提高系統穩定性，降低系統造價。
■ 更好的系統效率
方案設計以盡可能提高系統整體的運行效率為重要依據，選擇更適配的產品以及更合適的技術方案實現。
■ 更高的性價比
方案一直以更高性價比為目標，不斷升級和改進軟硬件產品，針對各大環境監控系統都有對應的產品和方案。以“為客戶提供最高性價比的方案”為設計目標來進行方案設計，綜合客戶需求以及擴展性要求，選擇最合適的產品，降低系統造價，為客戶節約項目成本。
■ 系統更易于使用和維護
方案設計根據項目建設規則等選擇合適的監控產品和技術方案實現，力爭使系統更容易使用和維護，降低客戶使用監控系統的管理和維護成本。
1.4 設計依據
■ 《建設工程施工現場消防安全技術規范2011》
■ 《火災自動報警系統設計規范》GBJ116-88
■ 《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB 50166
第二章 項目介紹
2.1 消防水位水溫顯示報警系統介紹
為了提高整個消防系統的安全應急能力，山東仁科借助自身多年來的行業經驗，結合客戶所提出的各個方面的需求，推出一套綜合運用計算機網絡、數據庫、通信、新型傳感等各種高精技術的消防水位水溫顯示報警系統。
該系統由消防液位顯示器、RS485王字殼單溫度變送器、4G型網絡數據采集器以及綜合環境監控云平臺組成，該系統通過安裝消防液位顯示器（包括液位傳感器以及液位顯示器）對消防水源設備的水位高度進行實時監測，將液位信號轉化為電信號，數據高亮實時顯示，同時傳輸到消防控制室云端平臺，從而實現遠程監控；通過單溫度變送器對消防水源設備的水溫進行實時監測，可以及時發現水溫過高或過低的情況，防止因水溫異常導致滅火效果下降甚至失效，滅火設備損壞等問題。通過實時監測液位高度和水溫，可以全面了解消防水源設備的運行狀態，系統一旦“捕捉”到消防水箱/水池水位超標或者溫度異常的“信號”，就會自動發出蜂鳴報警并將采集到的“RS485信號”通過4G網絡采集器轉換為4G通信的方式上傳至綜合環境監控云平臺，同時以短信、語音、郵箱等形式通知后臺管理人員，提醒管理人員及時采取補水等措施，確保消防水源設備始終保持在良好的工作狀態。最大限度的減少消防安全事故損失和事故造成的負面影響，保障人民群眾的生命財產安全。
本系統采用RS485信號采集+4G信號上傳的方式，施工部署符合用戶實際需求，細節考慮周到，擴容方便。監控軟件平臺也非常人性化，界面友好、操作簡單、功能全面，方便用戶根據自身的需求和投資預算進行項目的投資，不會造成重復投資浪費。
2.2 消防水位水溫顯示報警系統拓撲圖
2.3 消防水位水溫顯示報警系統優勢
■ 專注所以專業
我司多年來一直專注于環境監測這個行業，力爭為客戶提供最好的、最高性價比的環境監測產品和解決方案，是環境監測行業的知名廠商。具有完備的產品和解決方案，供應地區300+、服務全球110k+客戶。
■ 提供免費環境監控云平臺，功能強大
平臺采用專業的數據庫，穩定可靠、易于擴展，支持軟、硬件分層，支持多級用戶管理權限。具備多級別告警方式，支持語音、短信、郵件和現場聲光報警方式。消防管道水壓監測平臺會自動收集數據采集器采集到的數據，通過GPS地圖、列表、圖標、曲線的方式在平臺頁面端顯示，滿足用戶對實時監測信息的多維度、多層面查看數據。
■ 具有豐富的自動告警方式
系統支持電話、短信、聲光、郵件等報警功能，并具有多種告警策略可以選擇，通用系統即可滿足絕大多數用戶的需求。
■ 多平臺遠程管理
消防水位水溫顯示報警系統支持電腦PC端、APP移動端、微信公眾號等多種方式遠程查看、管理數據。
■ 軟硬件產品集成度高
消防水位水溫顯示報警系統軟硬件產品根據行業發展的需要，與時俱進，不斷更新換代對應的產品，剔除過時及冗余的功能，不斷集成有效地新功能，使產品具備越來越高的集成度，給客戶提供更高性價比的產品。
■ 跨區域統一管理
通過設立統一監控管理站，對分布在不同區域的多個設備和信息進行全數字化集中監控管理，滿足現代化各測點的統一監管需要。
■ 切合客戶需求的獨有功能
系統結合客戶需求，集成了很多比較實用的功能，也可根據客戶需求，支持定制；從客戶使用的角度出發，使應用和維護盡可能方便省心。
第三章 項目方案設計
3.1 消防液位顯示器
3.1.1 產品概述
消防液位顯示器（型號：RS-FMDN-N01-L1-3）是我公司研發的一款關于監測消防水箱、水池水位深度的設備。設備由液位傳感器、液位顯示器、中控主機、噴塑電控箱組成。主要針對于水位的監測，搭配液位傳感器使用，檢測到的水位值既可以數字顯示，還可以通過柱狀條顯示觀察，更加直觀方便。柱狀條顯示可以設置對應水池深度，若水池深度與默認深度不統一時可以進行對應設置。可以設置多路液位傳感器顯示在同一箱體上（至多4路），從而實現一對多的就地顯示情況；設備默認帶有一路蜂鳴器、上限下限告警指示燈及消音開關，當水位值超過設置上限或下限時蜂鳴器進行工作（可以通過消音開關啟用或關閉蜂鳴器）、對應上限及下限指示燈也點亮提示，提醒查看水箱或水池內的情況。若想修改水位上限及下限報警閾值時，可 以通過按鍵或通過“多功能參數配置”APP 進行修改，也可以通過按鍵進行修改，設置簡單方便。
本系統中消防液位顯示器是整個監測系統中信息采集的關鍵部分，能夠實時監測消防系統中水位數值變化情況，并通過網絡采集器輸送至云端平臺，以便及時發現問題，做出相應處理。
3.1.2 功能特點
■ 數據實時高亮顯示
可以實時監測并顯示建筑物消防水池、消防水箱的當前水位高度，擁有電子光柱和高亮數碼管兩種顯示方式，電子光柱模擬水位高度，顯示更直觀；高亮數碼管就算在黑暗環境也可看清。
■ 水位異常就地報警
消防液位顯示器也可以實現水位異常時就地報警。設備自帶蜂鳴器報警裝置，且箱體上有低位報警和高位報警指示燈，水位異常時會進行蜂鳴報警且相應指示燈亮起，同時附帶消音開關可以一鍵停止報警聲音，便于現場維護。還帶有一路繼電器輸出接口，當任意通道液位值超限，繼電器均會吸合，常用于擴展聲光報警器，做現場聲光報警使用。消防液位顯示器中帶有顯示面板指示燈：當 水位超上限/超下限、設備運行正常/故障時，相應狀態的指示燈會亮起。
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超上限 |
水位數值超過預設值點亮此 紅色 指示燈 |
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超下限 |
水位數值低于預設值點亮此 紅色 指示燈 |
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運行 |
設備正常工作時0.5s亮滅，顏色：綠色 |
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故障 |
液位傳感器與主控通訊異常點亮此 黃色指示燈 |
【指示燈狀態說明】
■ 參數配置簡單方便
如果想修改水位上/下限報警閾值、上/下限回差值、量程上/下限、小數點位數等參數，可以通過按鍵或者藍牙連接“多功能參數配置”APP 進行修改，簡單方便。
■ 多路顯示一覽無余
消防液位顯示器還支持多路液位傳感器顯示在同一箱體上（至多 4 路），可以實現一對多的就地顯示情況，有效降低巡查成本，提升巡查效率。
■ RS485信號輸出
本系統中消防液位顯示器采用 RS485信號傳輸方式，適用于面積范圍小、消防水池和消防水箱較少且易布線的地方，能夠實現對消防水池、消防水箱等場合水位高度的在線集中監測和自動化控制，并將監測數據接入消控室內的顯示器上進行顯示。此外，也可通過云平臺PC端、手機APP、微信公眾號、小程序進行查看，實現多地同時顯示、數據隨時查看的目的。
■ 智能環境監控云平臺
我司提供智能環境監控云平臺，可24小時在線監測查看水位數據，若有報警情況平臺數據會變紅并有報警聲音，同時可向多名責任人通過微信、短信、電話振鈴、郵件等遠程告警方式及時預警，還可記錄歷史數據和報警數據，擁有設備定位、視頻監控、賬號分級、大屏可視化等功能。
■ 應用廣泛
消防液位顯示器適用于各種工廠、民用建筑、商場寫字樓等的消防水箱和水池，實現對水位的監測，以確保水量處于安全范圍內，保障人們生命財產安全。
3.1.3 技術參數
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設備 |
技術參數 |
消防液位顯示器
型號：RS-FMDN-N01-L1-3
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供電 |
220V AC 交流電 |
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最大功耗 |
5W |
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工作溫度 |
-40℃~+60℃，0%RH~95%RH（非結露） |
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水位量程 |
0-5m |
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水位分辨率 |
1cm |
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水位精度 |
±0.5%FS（@25℃，101Kpa） |
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數據采集通信接口 |
能夠采集水位傳感器數據，最長通信距離 30m |
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1路繼電器輸出 |
繼電器容量：250VAC/30VDC 5A 可用作遠程控制 |
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數據上傳接口（4G） |
數據上傳間隔 5s~65535s 可設（默認 30s） |
3.2 RS485王字殼單溫度變送器
3.2.1 產品概述
RS485型王字殼單溫度變送器（型號：RS-WD-N01-2-1）采用王字殼，具有防水功能，多用于室外。產品采用高靈敏度感溫元件，傳感器具有測量精度高，抗干擾能力強等特點，保證了產品的優異測量性能。設備采用標準 ModBus-RTU 通信協議，RS485 信號輸出，通信距離最大可達2000m（實測），廣泛適用于通訊機房、倉庫樓宇以及自控等需要溫度監測的場所。
在本系統中，溫度變送器實時監測消防水池/水箱溫度情況，并通過4G網絡將數據上傳至云端平臺，平臺根據接收到的現場信息進行分析，自動做出相應處理，并通過各種告警方式及時通知管理人員，盡可能地做到“早發現、早預防、早處理”，保障消防過程中供水系統的安全運行。
3.2.2 功能特點
■ 設備外殼防水，可用于室外；
■ 產品采用高靈敏度感溫元件，傳感器具有測量精度高，抗干擾能力強等特點；
■ 采用美國進口的測溫單元，測量精準；
■ 采用專用的 485 電路，通信穩定；
■ 可選擇一路繼電器輸出或者蜂鳴器報警；
■ 10~30V 寬電壓范圍供電，規格齊全，安裝方便。
3.2.3 技術參數
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設備 |
技術參數 |
王字殼單溫度變送器
型號：
RS-WD-N01-2-1
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直流電源（默認） |
220V AC 或 10~30V DC 供電 |
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最大功耗 |
0.8W |
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A 準精度 |
±0.4℃（25℃） |
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B 準精度（默認） |
±0.5℃（25℃） |
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變送器電路工作溫濕度 |
-20℃~+60℃，0%RH~95%RH 非結露 |
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探頭工作濕度 |
0~100%RH |
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探頭溫度量程 |
-40~+80℃ |
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通信協議 |
ModBus-RTU 通信協議 |
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輸出信號 |
485 信號 |
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溫度顯示分辨率 |
0.1℃ |
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溫度刷新時間 |
1s |
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溫度長期穩定性 |
溫度 ≤0.1℃/y |
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開孔尺寸 |
105mm |
3.3 4G網絡采集器
3.3.1 產品概述
4G型網絡數據采集器（型號：RS-4G-YM）是一款數據采集設備，可通過485總線可將我公司所有的RS485型的變送器接入采集器，最可連接8臺485型設備，并通過4G將數據實時上傳至我公司提供的免費云平臺或者客戶自己的服務器。用戶可通過網頁、微信公眾號、手機APP實現對現場環境的智能監測。
在本系統中，網絡數據采集器實時采集來自液位顯示器以及單溫度變送器傳送的相關數據，并通過4G網絡上傳至云端平臺，平臺根據接收到的現場信息進行分析，自動做出相應處理，并通過各種告警方式及時通知管理人員，盡可能地做到“早發現、早預防、早處理”，保障消防過程中供水系統的安全運行。
3.3.2 功能特點
■ 具有 1 路 ModBus-RTU 主站接口，最多可接入8臺 485 型設備，支持我公司所有類型的 485 變送器例如：風速、風向、土壤水分等變送器；
■ 可通過手機藍牙進行配置和讀取實時值，方便快捷；
■ 可自動識別 RS485 接口從設備是否工作正常；
■ 自帶 4G 上傳，通過 4G 可將數據實時上傳至我公司提供的免費云平臺或者客戶自己的服務器，可通過網頁端，本地端、微信公眾號、手機 APP 進行查看數據；
■ 體積小、安裝靈活，使用方便；
■ 功能強大，可自由設置起始寄存器、讀取寄存器個數以及功能碼。
3.3.3 技術參數
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設備 |
技術參數 |
4G型網絡數據采集器
型號：RS-4G-YM
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供電 |
10~30V DC 供電 |
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功率 |
0.8W |
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變送器元件耐溫及濕度 |
-40℃~+80℃，0%RH~95%RH （非結露） |
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485 通訊距離 |
最大 2000m |
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輸出信號 |
4G |
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上傳數據間隔 |
默認 30s（5s~60000s 可設） |
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配置方式 |
藍牙配置 |
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運營商支持 |
移動 2G/4G、聯通 2G/4G、電信 4G |
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頻段支持 |
TD-LTE Band 38/39/40/41 |
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FDD-LTE Band 1/3/5/8 |
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GSM Band 3/8 |
第四章 綜合環境監控云平臺介紹
4.1 綜合環境監控云平臺功能描述
綜合環境監控云平臺以先進的信息采集系統、物聯網、云平臺、大數據以及互聯網等信息技術為基礎，各級用戶通過PC端WEB、APP客戶端、微信端等多種渠道訪問平臺數據，實現遠程系統管理功能。用戶可實時對項目上每個重要參數進行實時監測、管理，同時實現基于平臺的遠程手動控制。
4.2 綜合環境監控云平臺功能介紹
4.2.1 數據實時監控
消防水位水溫顯示報警系統中的數據均由綜合環境監控云平臺處理。在軟件頁面中，可從樹狀圖中清晰地找出每個水池水箱的水位水溫情況。數據可以通過圖形化界面、列表和曲線的方式反映，圖形化界面的優勢在于讓用戶直觀看到數據和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數據進行對比。
【首頁數據展示】
4.2.2 超限報警
平臺支持短信、振鈴、微信、郵件、報警彈窗、音頻報警、離線告警等多種報警方式，報警內容可自定義。
支持所有監測因子報警上限、下限，預警上限、下限設置，支持因子數據異常字體變色，因子告警數據顏色用戶可自定義。
數據異常可根據報警持續時間，向不同管理人員越級發送告警信息。
針對短信、振鈴、微信、郵件告警方式有專門的告警聯系人管理列表，便于當報警聯系人變動時快速查詢、添加、刪除。
4.2.3歷史數據查詢、導出
可查詢一個或多個監測點的歷史數據、報警數據，根據需要選擇相應的監測點、時間范圍和數據類型進行查詢。支持PDF、Excel等多種數據格式導出，導出內容標題、使用單位名稱用戶可自定義，同時可導出數據查詢的時間段、查詢數據賬號、保存數據間隔、離線判斷間隔等重要信息。
【歷史數據列表查詢】
【歷史數據曲線查詢】
【歷史數據導出】
4.2.4 移動端APP
為方便客戶使用，我司推出云平臺移動端APP“云控通”，方便用戶24小時實時監測。可以通過賬號密碼登錄云平臺，一鍵控制上萬個設備。支持視頻查看，設備故障/異常報警，支持離線告警功能，支持實時數據查看，歷史數據曲線查看，還可連接藍牙打印機進行數據打印，功能強大。
4.2.5 系統管理
平臺具有完善的權限分級和管轄分區等等功能，無限級權限設定，根據要求自由組合權限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄。
4.2.6 權限管理
針對項目實際需求增設子賬號，并分配不同管理權限，做到項目管理分工明確，用戶可定義不同的用戶角色，并賦予角色的不同權限管理。
【賬號管理】
【管理員權限設置】
【管理員菜單權限】
4.2.7 設備管理
可對設備進行節點、報警、儲存進行設置。
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名稱 |
解釋 |
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設備名稱 |
填寫設備名稱，默認名稱為設備地址 |
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設備地址 |
顯示設備地址，不可更改 |
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設備經緯度 |
寫入設備經緯度，可在地圖中查看設備顯示位置。（注意：如果以設備自帶經緯度信息為準，此處可不填寫） |
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告警記錄 |
開啟告警記錄，當設備報警時，數據庫中會記錄告警信息，關閉告警記錄，則無法查詢告警記錄。 |
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離線短信 |
開啟離線短信，當設備離線時會發送告警短信至綁定手機號 |
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離線郵件 |
開啟離線郵件，當設備離線時會發送告警郵件至綁定郵箱。 |
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離線判斷間隔 |
設置設備離線時間，當設備在設置時間內重新上線，平臺默認此設備未離線。 |
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短信告警間隔 |
當設備在平臺告警后，告警信息按照設置時間間隔發送告警短信，時間最低設置5分鐘。 |
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郵件告警間隔 |
當設備在平臺告警后，告警信息按照設置時間間隔發送告警郵件。 |
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保存數據間隔 |
設置時間間隔保存設備數據。 |
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短信發送次數 |
防止設備超限時間過長，一直發送告警短信，可設置最多發送短信次數。 |
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節點列表 |
設備節點設置，詳情見節點信息設置。 |
4.2.8 流量卡預警功能
實時獲取現場4G型物聯網設備的卡號，自動分析卡號剩余流量，自動分析，到期時間預警提醒，讓項目管理人員及時充值，防止流量卡到期運營商銷號造成項目停滯。
4.2.9大屏可視化
可滾動顯示消防水位水溫的監測數據，數據清晰、直觀，便于管理員進行系統查看。
【大屏可視化】
4.2.10 二次開發
提供基于本平臺的API接口，便于第三方平臺實時調取數據。
4.2.11 千人千面
針對小規模應用的用戶，云平臺提供可配置的“千人千面”界面與私有域名解析的服務，客戶只需要投入幾十元購買一個域名，備案成功后就能擁有自己的私有登錄鏈接，且登錄界面平臺名稱可根據用戶要求更改。
