第一章 项目概述
1.1 项目背景
随着城市化进程的加速和建筑业的蓬勃发展，消防安全已经引起了人们的广泛关注。高层建筑因其功能多样、人员密集和现代化设施众多，一旦发生火灾，容易受烟囱效应和风效应影响，导致火势迅速蔓延，扑救困难。然而，物业管理单位在高层建筑的消防意识上相对薄弱，经常忽视对消防供水系统、自动喷水灭火系统等消防设施的管理和维护，使得消防隐患十分严重。
在众多消防设施中，消防水池和消防水箱作为灭火救援的关键水源，其重要性不容忽视。历经实践证明，消防水池与消防水箱的水位和水温变化会直接影响火灾扑救的效果。水位过低可能导致灭火水源不足，而水温过高则可能影响灭火效果，甚至对消防人员构成威胁。为了确保消防水池的水位和水温始终处于适宜状态，以应对潜在的火灾事故，消防部门急需解决如何有效监控这些问题。因此，消防水位水温监测系统的研发与应用显得尤为重要。
基于这一背景，山东仁科自主研发并推出了消防水位水温显示报警系统。该系统采用智能监测传感器设备，能够实时监控消防水池、水箱等容器内的水位和水温变化，并将数据上传至平台。一旦发现水位或水温异常，系统会迅速发出报警信号，使消防部门能够及时调整消防系统，有效预防消防事故的发生，保护人民群众的生命/财产安全。
1.2 建设目标
消防水位水温显示报警系统解决方案的总体目标是实现对消防系统水位水温的统一监控和管理，实时采集、传输消防水池、水箱水位水温信息，进行全数字化集中监控管理，满足现代化火灾预防、消防安全的需要。
具体目标架构如下：
■ 水位监测：实时监测消防水池、水箱等储水设施的水位高度情况，及时发现储水设施中的泄漏、渗漏等问题，防止因缺水或水质问题导致的火灾隐患，确保水源充足，为灭火救援提供有力保障；
■ 水温监测：实时监测消防水池、水箱等储水设施的水体温度，及时发现水温过高或过低的情况，防止因水温异常导致灭火效果下降甚至失效的问题；
■ 异常告警：发现水位异常时系统自动蜂鸣告警（附带消音开关），以便及时通知管理人员做出相应处理；
■ 平台分析：监测数据实时上传云端平台，利用平台完善的数据统计和分析功能，为管理人员提供可靠的参考依据，以及提供火灾风险评估、应急预案制定等决策支持；
■ 远期规划：促进消防水池、水箱水位水温监测的自动化、智能化，明晰相关管理人员的权利和责任，提高其管理水平同时预留充分的扩展功能，适应发展需要，方便扩展，达到短期投资、长期受益的目的。
1.3 设计原则
根据消防水池、水箱管理维护的实际需求，以及国内外相关技术发展的现状和方向，参考国内外相关监测技术建设的先进项目，借鉴其建设经验，在方案中我们需要遵循以下几项总体原则：
■ 稳定可靠
整体方案从方案架构、产品设计等各个层面，都以稳定可靠作为设计的第一目标。
■ 架构合理具有可扩展性
采用平台级的理念来架构系统，使整个方案安全平稳地运行，并具备良好的扩展性。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能和功能。
■ 尽可能简约的配置
整个方案尽可能采用简约的连接方式，去掉各种冗余配置，减少故障点，提高系统稳定性，降低系统造价。
■ 更好的系统效率
方案设计以尽可能提高系统整体的运行效率为重要依据，选择更适配的产品以及更合适的技术方案实现。
■ 更高的性价比
方案一直以更高性价比为目标，不断升级和改进软硬件产品，针对各大环境监控系统都有对应的产品和方案。以“为客户提供最高性价比的方案”为设计目标来进行方案设计，综合客户需求以及扩展性要求，选择最合适的产品，降低系统造价，为客户节约项目成本。
■ 系统更易于使用和维护
方案设计根据项目建设规则等选择合适的监控产品和技术方案实现，力争使系统更容易使用和维护，降低客户使用监控系统的管理和维护成本。
1.4 设计依据
■ 《建设工程施工现场消防安全技术规范2011》
■ 《火灾自动报警系统设计规范》GBJ116-88
■ 《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB 50166
第二章 项目介绍
2.1 消防水位水温显示报警系统介绍
为了提高整个消防系统的安全应急能力，山东仁科借助自身多年来的行业经验，结合客户所提出的各个方面的需求，推出一套综合运用计算机网络、数据库、通信、新型传感等各种高精技术的消防水位水温显示报警系统。
该系统由消防液位显示器、RS485王字壳单温度变送器、4G型网络数据采集器以及综合环境监控云平台组成，该系统通过安装消防液位显示器（包括液位传感器以及液位显示器）对消防水源设备的水位高度进行实时监测，将液位信号转化为电信号，数据高亮实时显示，同时传输到消防控制室云端平台，从而实现远程监控；通过单温度变送器对消防水源设备的水温进行实时监测，可以及时发现水温过高或过低的情况，防止因水温异常导致灭火效果下降甚至失效，灭火设备损坏等问题。通过实时监测液位高度和水温，可以全面了解消防水源设备的运行状态，系统一旦“捕捉”到消防水箱/水池水位超标或者温度异常的“信号”，就会自动发出蜂鸣报警并将采集到的“RS485信号”通过4G网络采集器转换为4G通信的方式上传至综合环境监控云平台，同时以短信、语音、邮箱等形式通知后台管理人员，提醒管理人员及时采取补水等措施，确保消防水源设备始终保持在良好的工作状态。最大限度的减少消防安全事故损失和事故造成的负面影响，保障人民群众的生命财产安全。
本系统采用RS485信号采集+4G信号上传的方式，施工部署符合用户实际需求，细节考虑周到，扩容方便。监控软件平台也非常人性化，界面友好、操作简单、功能全面，方便用户根据自身的需求和投资预算进行项目的投资，不会造成重复投资浪费。
2.2 消防水位水温显示报警系统拓扑图
2.3 消防水位水温显示报警系统优势
■ 专注所以专业
我司多年来一直专注于环境监测这个行业，力争为客户提供最好的、最高性价比的环境监测产品和解决方案，是环境监测行业的知名厂商。具有完备的产品和解决方案，供应地区300+、服务全球110k+客户。
■ 提供免费环境监控云平台，功能强大
平台采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限。具备多级别告警方式，支持语音、短信、邮件和现场声光报警方式。消防管道水压监测平台会自动收集数据采集器采集到的数据，通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示，满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。
■ 具有丰富的自动告警方式
系统支持电话、短信、声光、邮件等报警功能，并具有多种告警策略可以选择，通用系统即可满足绝大多数用户的需求。
■ 多平台远程管理
消防水位水温显示报警系统支持电脑PC端、APP移动端、微信公众号等多种方式远程查看、管理数据。
■ 软硬件产品集成度高
消防水位水温显示报警系统软硬件产品根据行业发展的需要，与时俱进，不断更新换代对应的产品，剔除过时及冗余的功能，不断集成有效地新功能，使产品具备越来越高的集成度，给客户提供更高性价比的产品。
■ 跨区域统一管理
通过设立统一监控管理站，对分布在不同区域的多个设备和信息进行全数字化集中监控管理，满足现代化各测点的统一监管需要。
■ 切合客户需求的独有功能
系统结合客户需求，集成了很多比较实用的功能，也可根据客户需求，支持定制；从客户使用的角度出发，使应用和维护尽可能方便省心。
第三章 项目方案设计
3.1 消防液位显示器
3.1.1 产品概述
消防液位显示器（型号：RS-FMDN-N01-L1-3）是我公司研发的一款关于监测消防水箱、水池水位深度的设备。设备由液位传感器、液位显示器、中控主机、喷塑电控箱组成。主要针对于水位的监测，搭配液位传感器使用，检测到的水位值既可以数字显示，还可以通过柱状条显示观察，更加直观方便。柱状条显示可以设置对应水池深度，若水池深度与默认深度不统一时可以进行对应设置。可以设置多路液位传感器显示在同一箱体上（至多4路），从而实现一对多的就地显示情况；设备默认带有一路蜂鸣器、上限下限告警指示灯及消音开关，当水位值超过设置上限或下限时蜂鸣器进行工作（可以通过消音开关启用或关闭蜂鸣器）、对应上限及下限指示灯也点亮提示，提醒查看水箱或水池内的情况。若想修改水位上限及下限报警阈值时，可 以通过按键或通过“多功能参数配置”APP 进行修改，也可以通过按键进行修改，设置简单方便。
本系统中消防液位显示器是整个监测系统中信息采集的关键部分，能够实时监测消防系统中水位数值变化情况，并通过网络采集器输送至云端平台，以便及时发现问题，做出相应处理。
3.1.2 功能特点
■ 数据实时高亮显示
可以实时监测并显示建筑物消防水池、消防水箱的当前水位高度，拥有电子光柱和高亮数码管两种显示方式，电子光柱模拟水位高度，显示更直观；高亮数码管就算在黑暗环境也可看清。
■ 水位异常就地报警
消防液位显示器也可以实现水位异常时就地报警。设备自带蜂鸣器报警装置，且箱体上有低位报警和高位报警指示灯，水位异常时会进行蜂鸣报警且相应指示灯亮起，同时附带消音开关可以一键停止报警声音，便于现场维护。还带有一路继电器输出接口，当任意通道液位值超限，继电器均会吸合，常用于扩展声光报警器，做现场声光报警使用。消防液位显示器中带有显示面板指示灯：当 水位超上限/超下限、设备运行正常/故障时，相应状态的指示灯会亮起。
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超上限 |
水位数值超过预设值点亮此 红色 指示灯 |
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超下限 |
水位数值低于预设值点亮此 红色 指示灯 |
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运行 |
设备正常工作时0.5s亮灭，颜色：绿色 |
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故障 |
液位传感器与主控通讯异常点亮此 黄色指示灯 |
【指示灯状态说明】
■ 参数配置简单方便
如果想修改水位上/下限报警阈值、上/下限回差值、量程上/下限、小数点位数等参数，可以通过按键或者蓝牙连接“多功能参数配置”APP 进行修改，简单方便。
■ 多路显示一览无余
消防液位显示器还支持多路液位传感器显示在同一箱体上（至多 4 路），可以实现一对多的就地显示情况，有效降低巡查成本，提升巡查效率。
■ RS485信号输出
本系统中消防液位显示器采用 RS485信号传输方式，适用于面积范围小、消防水池和消防水箱较少且易布线的地方，能够实现对消防水池、消防水箱等场合水位高度的在线集中监测和自动化控制，并将监测数据接入消控室内的显示器上进行显示。此外，也可通过云平台PC端、手机APP、微信公众号、小程序进行查看，实现多地同时显示、数据随时查看的目的。
■ 智能环境监控云平台
我司提供智能环境监控云平台，可24小时在线监测查看水位数据，若有报警情况平台数据会变红并有报警声音，同时可向多名责任人通过微信、短信、电话振铃、邮件等远程告警方式及时预警，还可记录历史数据和报警数据，拥有设备定位、视频监控、账号分级、大屏可视化等功能。
■ 应用广泛
消防液位显示器适用于各种工厂、民用建筑、商场写字楼等的消防水箱和水池，实现对水位的监测，以确保水量处于安全范围内，保障人们生命财产安全。
3.1.3 技术参数
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设备 |
技术参数 |
消防液位显示器
型号：RS-FMDN-N01-L1-3
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供电 |
220V AC 交流电 |
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最大功耗 |
5W |
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工作温度 |
-40℃~+60℃，0%RH~95%RH（非结露） |
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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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数据采集通信接口 |
能够采集水位传感器数据，最长通信距离 30m |
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1路继电器输出 |
继电器容量：250VAC/30VDC 5A 可用作远程控制 |
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数据上传接口（4G） |
数据上传间隔 5s~65535s 可设（默认 30s） |
3.2 RS485王字壳单温度变送器
3.2.1 产品概述
RS485型王字壳单温度变送器（型号：RS-WD-N01-2-1）采用王字壳，具有防水功能，多用于室外。产品采用高灵敏度感温元件，传感器具有测量精度高，抗干扰能力强等特点，保证了产品的优异测量性能。设备采用标准 ModBus-RTU 通信协议，RS485 信号输出，通信距离最大可达2000m（实测），广泛适用于通讯机房、仓库楼宇以及自控等需要温度监测的场所。
在本系统中，温度变送器实时监测消防水池/水箱温度情况，并通过4G网络将数据上传至云端平台，平台根据接收到的现场信息进行分析，自动做出相应处理，并通过各种告警方式及时通知管理人员，尽可能地做到“早发现、早预防、早处理”，保障消防过程中供水系统的安全运行。
3.2.2 功能特点
■ 设备外壳防水，可用于室外；
■ 产品采用高灵敏度感温元件，传感器具有测量精度高，抗干扰能力强等特点；
■ 采用美国进口的测温单元，测量精准；
■ 采用专用的 485 电路，通信稳定；
■ 可选择一路继电器输出或者蜂鸣器报警；
■ 10~30V 宽电压范围供电，规格齐全，安装方便。
3.2.3 技术参数
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设备 |
技术参数 |
王字壳单温度变送器
型号：
RS-WD-N01-2-1
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直流电源（默认） |
220V AC 或 10~30V DC 供电 |
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最大功耗 |
0.8W |
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A 准精度 |
±0.4℃（25℃） |
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B 准精度（默认） |
±0.5℃（25℃） |
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变送器电路工作温湿度 |
-20℃~+60℃，0%RH~95%RH 非结露 |
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探头工作湿度 |
0~100%RH |
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探头温度量程 |
-40~+80℃ |
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通信协议 |
ModBus-RTU 通信协议 |
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输出信号 |
485 信号 |
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温度显示分辨率 |
0.1℃ |
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温度刷新时间 |
1s |
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温度长期稳定性 |
温度 ≤0.1℃/y |
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开孔尺寸 |
105mm |
3.3 4G网络采集器
3.3.1 产品概述
4G型网络数据采集器（型号：RS-4G-YM）是一款数据采集设备，可通过485总线可将我公司所有的RS485型的变送器接入采集器，最可连接8台485型设备，并通过4G将数据实时上传至我公司提供的免费云平台或者客户自己的服务器。用户可通过网页、微信公众号、手机APP实现对现场环境的智能监测。
在本系统中，网络数据采集器实时采集来自液位显示器以及单温度变送器传送的相关数据，并通过4G网络上传至云端平台，平台根据接收到的现场信息进行分析，自动做出相应处理，并通过各种告警方式及时通知管理人员，尽可能地做到“早发现、早预防、早处理”，保障消防过程中供水系统的安全运行。
3.3.2 功能特点
■ 具有 1 路 ModBus-RTU 主站接口，最多可接入8台 485 型设备，支持我公司所有类型的 485 变送器例如：风速、风向、土壤水分等变送器；
■ 可通过手机蓝牙进行配置和读取实时值，方便快捷；
■ 可自动识别 RS485 接口从设备是否工作正常；
■ 自带 4G 上传，通过 4G 可将数据实时上传至我公司提供的免费云平台或者客户自己的服务器，可通过网页端，本地端、微信公众号、手机 APP 进行查看数据；
■ 体积小、安装灵活，使用方便；
■ 功能强大，可自由设置起始寄存器、读取寄存器个数以及功能码。
3.3.3 技术参数
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设备 |
技术参数 |
4G型网络数据采集器
型号：RS-4G-YM
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供电 |
10~30V DC 供电 |
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功率 |
0.8W |
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变送器元件耐温及湿度 |
-40℃~+80℃，0%RH~95%RH （非结露） |
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485 通讯距离 |
最大 2000m |
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输出信号 |
4G |
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上传数据间隔 |
默认 30s（5s~60000s 可设） |
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配置方式 |
蓝牙配置 |
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运营商支持 |
移动 2G/4G、联通 2G/4G、电信 4G |
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频段支持 |
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 综合环境监控云平台介绍
4.1 综合环境监控云平台功能描述
综合环境监控云平台以先进的信息采集系统、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础，各级用户通过PC端WEB、APP客户端、微信端等多种渠道访问平台数据，实现远程系统管理功能。用户可实时对项目上每个重要参数进行实时监测、管理，同时实现基于平台的远程手动控制。
4.2 综合环境监控云平台功能介绍
4.2.1 数据实时监控
消防水位水温显示报警系统中的数据均由综合环境监控云平台处理。在软件页面中，可从树状图中清晰地找出每个水池水箱的水位水温情况。数据可以通过图形化界面、列表和曲线的方式反映，图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器相对位置，列表则更利于用户对数据进行对比。
【首页数据展示】
4.2.2 超限报警
平台支持短信、振铃、微信、邮件、报警弹窗、音频报警、离线告警等多种报警方式，报警内容可自定义。
支持所有监测因子报警上限、下限，预警上限、下限设置，支持因子数据异常字体变色，因子告警数据颜色用户可自定义。
数据异常可根据报警持续时间，向不同管理人员越级发送告警信息。
针对短信、振铃、微信、邮件告警方式有专门的告警联系人管理列表，便于当报警联系人变动时快速查询、添加、删除。
4.2.3历史数据查询、导出
可查询一个或多个监测点的历史数据、报警数据，根据需要选择相应的监测点、时间范围和数据类型进行查询。支持PDF、Excel等多种数据格式导出，导出内容标题、使用单位名称用户可自定义，同时可导出数据查询的时间段、查询数据账号、保存数据间隔、离线判断间隔等重要信息。
【历史数据列表查询】
【历史数据曲线查询】
【历史数据导出】
4.2.4 移动端APP
为方便客户使用，我司推出云平台移动端APP“云控通”，方便用户24小时实时监测。可以通过账号密码登录云平台，一键控制上万个设备。支持视频查看，设备故障/异常报警，支持离线告警功能，支持实时数据查看，历史数据曲线查看，还可连接蓝牙打印机进行数据打印，功能强大。
4.2.5 系统管理
平台具有完善的权限分级和管辖分区等等功能，无限级权限设定，根据要求自由组合权限。用户操作具有完善的日志记录，方便查看操作记录。
4.2.6 权限管理
针对项目实际需求增设子账号，并分配不同管理权限，做到项目管理分工明确，用户可定义不同的用户角色，并赋予角色的不同权限管理。
【账号管理】
【管理员权限设置】
【管理员菜单权限】
4.2.7 设备管理
可对设备进行节点、报警、储存进行设置。
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名称 |
解释 |
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设备名称 |
填写设备名称，默认名称为设备地址 |
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设备地址 |
显示设备地址，不可更改 |
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设备经纬度 |
写入设备经纬度，可在地图中查看设备显示位置。（注意：如果以设备自带经纬度信息为准，此处可不填写） |
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告警记录 |
开启告警记录，当设备报警时，数据库中会记录告警信息，关闭告警记录，则无法查询告警记录。 |
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离线短信 |
开启离线短信，当设备离线时会发送告警短信至绑定手机号 |
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离线邮件 |
开启离线邮件，当设备离线时会发送告警邮件至绑定邮箱。 |
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离线判断间隔 |
设置设备离线时间，当设备在设置时间内重新上线，平台默认此设备未离线。 |
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短信告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警短信，时间最低设置5分钟。 |
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邮件告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警邮件。 |
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保存数据间隔 |
设置时间间隔保存设备数据。 |
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短信发送次数 |
防止设备超限时间过长，一直发送告警短信，可设置最多发送短信次数。 |
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节点列表 |
设备节点设置，详情见节点信息设置。 |
4.2.8 流量卡预警功能
实时获取现场4G型物联网设备的卡号，自动分析卡号剩余流量，自动分析，到期时间预警提醒，让项目管理人员及时充值，防止流量卡到期运营商销号造成项目停滞。
4.2.9大屏可视化
可滚动显示消防水位水温的监测数据，数据清晰、直观，便于管理员进行系统查看。
【大屏可视化】
4.2.10 二次开发
提供基于本平台的API接口，便于第三方平台实时调取数据。
4.2.11 千人千面
针对小规模应用的用户，云平台提供可配置的“千人千面”界面与私有域名解析的服务，客户只需要投入几十元购买一个域名，备案成功后就能拥有自己的私有登录链接，且登录界面平台名称可根据用户要求更改。
