一、行业背景与技术痛点

1.1 政策驱动下的市场刚需

2019年应急管理部《消防技术服务机构从业条件》发布以来，消防控制室“双人持证值班”制度严格执行，人力成本急剧攀升。

与此同时，山东、广州、海南等13个省份，8个地级市先后发布消防单人值班政策，允许在满足城市消防联网和消防主机全部远程操作功能的前提下，可以单人值班。消防控制室“技防替代人防”，成为行业发展趋势。

1.2 技术路线的两难困境

当前市场存在两条技术路径，各有困局：

路径一：协议对接（合规但受限）

通过消防主机厂家开放通讯协议实现远程控制

痛点：主流品牌协议封闭，授权费用高昂（单项目数万元至数十万元），且品牌间协议互不兼容，集成商需为每个品牌单独开发适配，项目交付周期长、边际成本高。

路径二：键盘模拟（低成本但存法律风险）

通过继电器模组并联键盘矩阵电路，模拟人工按键实现控制

痛点：该方式实质是对消防主机进行物理层面的协议破解，绕过了原厂的通讯授权与安全校验机制。依据《计算机信息系统安全保护条例》及消防产品监督管理规定，此类方案涉嫌侵犯知识产权、破坏技术保护措施，存在明确的法律合规风险。

1.3 市场现实的尴尬处境

机械臂、机器人等“物理操作”方案虽在合规性上更优，但受限于硬件成本高昂（单台超过万元）；导致低成本的键盘模拟方案在市场中客观存在需求，部分从业者出于生存压力选择该路径。

1.4 防火云的技术立场与开放策略

防火云作为消防产业互联网平台，明确不推荐键盘模拟方案，理由如下：

• 法律风险：可能涉及对消防产品的非法改装，一旦发生事故，责任界定复杂

• 安全风险：绕过主机安全校验，存在误操作、状态反馈延迟等隐患

• 行业生态：助长低价恶性竞争，损害合规技术路线的生存空间

  
  

但基于市场现实，防火云选择将该技术能力开放，核心考量在于：

• 需求承接：避免客户流向完全无技术约束的灰色供应商

• 风险透明：在平台层面明确告知法律边界，引导客户向合规方案过渡

• 技术储备：保持对主机控制技术的理解，为未来与厂家官方协议对接奠定基础。

1.5 行业破局的关键变量

键盘模拟方案的存续，本质是“合规成本”与“市场支付意愿”之间的错配。破局依赖三个变量：

• 政策细化：明确远程控制的技术合规边界，压缩灰色地带。

• 厂家开放：头部品牌降低协议授权门槛，推动行业标准通讯协议的强制落地。

• 技术迭代：机械臂、机器人成本下探，实现“物理操作”的经济性价比。

在此之前，行业将在“合规理想”与“生存现实”之间持续博弈。

二、核心技术原理：矩阵键盘与继电器模拟

2.1 消防主机键盘的硬件本质

火灾自动报警主机的操作键盘，从电路设计角度分析，本质上是一个矩阵扫描电路。以常见的4×8矩阵键盘为例：

• 行线（Row）：4根扫描输出线，由主机CPU轮流输出低电平信号

• 列线（Column）：8根检测输入线，连接上拉电阻并接入CPU输入端口

• 按键检测原理：当某行输出低电平时，若该行与某列交叉处的按键被按下，则对应列线被拉低，CPU即可识别按键位置

这种设计方式的优势在于：用12根 I/O线（4+8）即可实现32个按键的检测，大幅节省了主控芯片的端口资源。

2.2 继电器模组模拟人工按键的技术路径

基于矩阵键盘的工作原理，我们可以通过干接点并联的方式，在不破坏主机原有电路的前提下，实现对按键动作的精确模拟：

硬件连接方式：

1. 将继电器模组的常开触点（NO）并联在键盘矩阵的行列交叉点上

2. 继电器线圈的通断由外部控制单元（如485继电器模组）驱动

3. 当继电器吸合时，相当于人工按下了对应按键；继电器释放，相当于松开按键

信号隔离设计：

• 采用干接点（无源触点）连接，完全电气隔离，不影响主机原有电路

• 继电器模组与主机键盘之间无电气连接，仅通过机械触点闭合实现导通

• 支持任意品牌主机，只要能够物理接触到键盘矩阵线路即可

三、系统架构与硬件组成

3.1 整体架构：云-边-端三层设计

3.2 硬件选型与成本分析

核心控制模组清单（单台主机配置，不包含消防远程联网装置）：

合计成本：200-380元/台

对于仅需基础远程控制功能（消音、复位、手自动切换）的场景，选用8路继电器模组即可满足需求，实际成本可控制在250元以内。

3.3 继电器模组技术规格要求

选购485继电器模组时，需关注以下技术参数：

• 通信接口：RS485，支持Modbus RTU协议（标准地址范围1-247）

• 继电器规格：常开触点容量≥1A/30VDC，确保可靠导通键盘矩阵信号

• 响应时间：触点动作时间≤10ms，满足快速连续按键需求

• 隔离保护：通信端口与继电器输出端光电隔离，抗干扰能力强

• 供电方式：DC 24V宽电压输入，适配消防控制室供电环境

• 安装方式：标准DIN35导轨安装，便于在消防主机旁就近部署

  
  

四、软件配置与映射规则

4.1 防火云平台驱动配置

防火云采用软件层定义驱动规则的创新模式，将硬件抽象与业务逻辑分离：

配置流程：

1. 设备接入：在防火云平台添加485继电器模组。

2. 按键映射：在可视化界面中，将每个继电器通道映射到主机键盘的具体按键

3. 动作定义：配置按键动作类型（短按/长按/组合键），模拟人工操作习惯

4. 权限绑定：设置可执行该操作的用户角色（管理员/值班员/维保人员）

典型映射表示例：

4.2 多品牌主机的适配策略

不同品牌消防主机的键盘布局存在差异，防火云平台通过配置模板库实现快速适配：

主流品牌支持情况：

• 海湾（GST）：GST5000/GST200系列，标准4×8矩阵键盘

• 北大青鸟：JBF-11S系列，支持触摸屏+实体键盘双模式

• 松江：JB-9108系列，矩阵键盘+功能键组合

• 利达：LD128E系列，标准矩阵布局

适配方式：

• 仅需修改云平台上的按键坐标映射表

• 无需更换硬件，同一套继电器模组可适配不同品牌主机

五、核心功能实现

5.1 基础操作功能

远程消音：

• 场景：探测器误报或测试报警，需立即关闭声光警报

• 实现：云平台下发指令→联网装置→485继电器模组→闭合消音键对应触点→主机执行消音

• 响应时间：≤3秒（含网络传输+继电器动作）

远程复位：

• 场景：故障排除后，将主机恢复至正常监视状态

• 实现：继电器模拟按下复位键，主机清除报警状态

• 安全机制：支持“二次确认”弹窗，防止误操作

手/自动模式切换：

• 场景：维保期间切换至手动模式，防止误触发；火灾确认后切换至自动模式

• 实现：继电器模拟按下“手自动”切换键

• 状态反馈：通过主机通信接口读取当前模式，在平台界面实时显示

5.2 联动设备远程控制

总线盘/多线盘操作：

• 消防水泵远程启停

• 排烟风机、正压送风机远程启动

• 防火卷帘远程升降控制

• 消防应急广播远程启动

实现原理：

总线盘和多线盘的按键同样采用矩阵扫描或独立按键设计，继电器模组并联接入后，可模拟人工按下对应联动按键，实现远程启停控制。

安全设计：

• 所有控制操作需通过身份认证。

• 关键操作（如启动水泵）需二次确认。

• 操作全过程记录日志，包含操作人、时间、指令内容、执行结果。

5.3 视频联动与可视化确认

在消防主机操作面板前方安装高清云台摄像头（4G版，支持夜视），实现：

• 操作可视化：远程操作时，实时查看主机面板状态，确认按键动作已执行

• 过程录像：所有远程操作自动录像存档，保存时间≥90天

• 火警复核：发生火警时，远程调取现场视频，辅助判断警情真伪

六、施工部署与调试流程

6.1 现场勘查要点

施工前需对消防主机进行现场勘查，确认以下信息：

1. 主机型号与键盘类型：矩阵键盘/独立按键/触摸屏

2. 键盘矩阵线路位置：主板上键盘接口的引脚定义

3. 通信接口可用性：RS485/RS232/TTL接口是否已被占用

4. 安装空间：主机旁是否有足够空间安装继电器模组和联网装置

5. 供电条件：是否有稳定的DC 24V电源或AC 220V插座

6.2 硬件安装步骤

步骤1：继电器模组安装

• 将485继电器模组固定在消防主机附近的DIN导轨上

• 连接DC 24V电源，确保供电稳定

• 使用屏蔽双绞线连接继电器模组与消防远程联网装置的RS485端口

步骤2：键盘矩阵并联

• 拆开消防主机外壳，定位键盘矩阵接口（通常为排线或接插件）

• 使用示波器或万用表测量行列线电压，确认扫描时序

• 将继电器模组输出线并联到对应按键的行列交叉点

• 做好绝缘处理和标识，恢复主机外壳

步骤3：联网装置配置

• 插入4G流量卡（或连接以太网）

• 在防火云平台添加设备，输入设备IMEI号进行绑定

七、结语

基于“矩阵键盘扫描+继电器模拟”技术的消防主机远程联网控制方案，以二三百元的超低硬件成本，实现了对任意品牌消防主机的全功能远程控制。该方案具有以下核心优势：

1. 成本革命：相比传统数万元的改造方案，成本降低90%以上

2. 通用兼容：不受主机品牌、型号限制，软件定义驱动规则

3. 快速部署：无需厂家配合，现场施工2~4小时即可完成

4. 功能完整：支持消音、复位、手自动切换、联动设备控制等全部操作

对于消防工程公司和维保公司而言，这一技术方案不仅能够帮助客户实现降本增效，更是开拓智慧消防市场、提升服务竞争力的有力工具。

当然，防火云仅提供完善的技术解决方案，涉及破坏强制认证产品的合规性风险，则由技术服务方和用户自行承担。