新型智能消防系統(tǒng)的硬件平臺構(gòu)建與研發(fā)探討

蘇培明

摘要：“智能消防”是現(xiàn)代高科技技術(shù)發(fā)展成果的體現(xiàn)，它的發(fā)展可以為消防事業(yè)作出巨大貢獻(xiàn)。它反應(yīng)速度快，并且在運(yùn)行時狀態(tài)穩(wěn)定，覆蓋范圍更廣。在火災(zāi)發(fā)生時可以及時發(fā)現(xiàn)，并迅速采取應(yīng)急措施，把火災(zāi)造成的損失降到最低。新型的智能消防系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)科學(xué)實(shí)踐并且通過消防部門審查、具體施工、竣工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，在沒有任何問題之后才可以投入使用，這也確保它的運(yùn)行更加具有可靠性。

關(guān)鍵詞：新型智能消防系統(tǒng)；火災(zāi)監(jiān)測；硬件；研發(fā)

中圖分類號：TU998.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0351-02

隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人們生活水平得以提高，從而對生活質(zhì)量提出的標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。電器設(shè)備日益增加、高層建筑增加，在這些設(shè)施和設(shè)備不斷擴(kuò)大的同時，消防安全的隱患也逐漸顯現(xiàn)出來。所以根據(jù)這樣的現(xiàn)實(shí)狀況，加強(qiáng)對新型智能消防系統(tǒng)的硬件平臺構(gòu)建與研發(fā)就顯得尤為重要。型智能消防系統(tǒng)主要是由兩大系統(tǒng)構(gòu)成：①發(fā)生火災(zāi)時的自動報警系統(tǒng)；②發(fā)生火災(zāi)之后的聯(lián)動系統(tǒng)。最近這幾年，隨著無線傳感技術(shù)的成熟，智能消防系統(tǒng)又有了新的發(fā)展，研發(fā)出無線火災(zāi)報警系統(tǒng)，它具有低功耗、低成本、延時短暫等性能上的優(yōu)勢，使新型消防系統(tǒng)有更強(qiáng)的火災(zāi)預(yù)警能力，很大程度上提高對火災(zāi)預(yù)警的可靠性。

1 新型智能消防系統(tǒng)硬件平臺的構(gòu)建

1.1 構(gòu)建新型消防系統(tǒng)的必要條件

要想構(gòu)建新型的消防系統(tǒng)，那么就要做到以下幾方面：①傳感器的節(jié)點(diǎn)要具有采集建筑基本參數(shù)的功能。②通過測定傳感器節(jié)點(diǎn)參數(shù)，來進(jìn)一步確定火災(zāi)的具體位置，鎖定被困人員的具體位置，縮短營救時間。③傳感器在發(fā)現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)的第一時間，通過報警設(shè)備通知樓內(nèi)住戶，讓其迅速撤離，對于不在火災(zāi)現(xiàn)場的居民，通過全球通信移動系統(tǒng)來進(jìn)行逐一通知。④系統(tǒng)要確保火災(zāi)的全過程始終保持正常工作狀態(tài)，具有實(shí)時傳輸視頻的性能。

1.2 硬件平臺的組成

整個新型智能消防系統(tǒng)的硬件方面主要有五個模塊構(gòu)成，分別是：桌面溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊、消防傳感器節(jié)點(diǎn)模塊、無線攝像頭模塊、基站功能模塊、有源RFID節(jié)點(diǎn)模塊（是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸）。在這五種模塊相互配合、相互協(xié)調(diào)工作時，就會最大限度的采集整幢大樓里面的參考數(shù)據(jù)，使火災(zāi)發(fā)生時可以更加全面的檢測大樓里的情況，快速確定著火點(diǎn)以及被困人員位置，加強(qiáng)預(yù)警的可靠性。

2 具體分析新型消防系統(tǒng)硬件平臺的構(gòu)成

2.1 桌面溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)

桌面溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)，可以對一些低空問的溫濕度發(fā)生的火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測，以此提高對火災(zāi)的監(jiān)測能力和預(yù)警能力。在這個節(jié)點(diǎn)里，在原來的基礎(chǔ)上還加入了現(xiàn)實(shí)模塊和溫濕度傳感器，并且還把它做成電子時鐘樣式的面板，讓大樓內(nèi)的居民可以時刻了解到室內(nèi)的溫濕度。具體的程序管理人員也可以通過上面的數(shù)據(jù)來分析周圍環(huán)境變化，在一定程度上提高了對火災(zāi)的預(yù)警能力。

2.2 消防傳感器節(jié)點(diǎn)

無線消防系統(tǒng)的重要組成部分之一就是無線消防傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器模板主要包括了濕度、光照、溫度、大氣壓、三維加速度等方面。對于煙感的報警器是以獨(dú)立形式存在的，一旦它被煙感觸碰，那么將立刻報警，所以煙感報警具有較高的優(yōu)先級。

2.3 無線攝像頭監(jiān)控節(jié)點(diǎn)

當(dāng)智能消防系統(tǒng)的后臺程序作出火災(zāi)情況警報時，火災(zāi)警報信息就會在第一時間被傳到相關(guān)值班的消防員那里。在這個時候，無線攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)中的對應(yīng)結(jié)點(diǎn)就會立刻開啟并且自動將圖像視頻信息傳達(dá)給消防人員，再由消防人員來具體通過數(shù)據(jù)及圖像來判斷火情的真實(shí)性，如果是錯誤的火情報警，那么就會將誤報信息消除，反之，如果是真的發(fā)生了火災(zāi)，那么值班人員就會第一時間報火警，并且通過對監(jiān)控系統(tǒng)所傳遞的信息來分析具體情況，及時有效的采取補(bǔ)救措施，以最快的速度來解決火災(zāi)情況，盡量降低災(zāi)害造成的損失。無線攝像頭監(jiān)控節(jié)點(diǎn)可以自己獨(dú)立組網(wǎng)，傳回具體的現(xiàn)場畫面。

2.4 有源RFID節(jié)點(diǎn)

有緣RFID節(jié)點(diǎn)是一個外部造型非常小的無線傳感器節(jié)點(diǎn)，它可以配合并且?guī)椭绬T進(jìn)行拓?fù)鋱D定位，有源RFID節(jié)點(diǎn)是整個無線消防系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成之一。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時候，可以通過RFID來對一些人或者物體進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)一步和消防員配合。通過這一舉措來不斷的更新這一期間所標(biāo)識人或者物體的當(dāng)前具體位置，這樣一來，就可以在很大程度上有利于消防員在救災(zāi)時做決策指導(dǎo)，節(jié)省救援時間，并且最大限度確保消防員的人身安全。

2.5 基站節(jié)點(diǎn)

無線消防節(jié)點(diǎn)經(jīng)過精簡之后被稱之為基站節(jié)點(diǎn)，基站節(jié)點(diǎn)在去掉了無線消防節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的時鐘模塊和傳感器的同時又添加了串口轉(zhuǎn)USB模塊。因?yàn)榛竟?jié)點(diǎn)是使用上位機(jī)USB的，來通過它實(shí)現(xiàn)一直保持對節(jié)點(diǎn)供電的狀態(tài)，所以在節(jié)點(diǎn)電量的問題上就不需要擔(dān)憂了?；竟?jié)點(diǎn)借助ZigBee協(xié)議（是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)定，主要特色有低速、低耗電、低成本、支援大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、支援多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒖焖?、安全），來進(jìn)一步匯總其它消防節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且可以同時進(jìn)行廣播火災(zāi)信息?；竟?jié)點(diǎn)把來自各個消防節(jié)點(diǎn)的健康包傳遞給上位機(jī)，這些來自各個節(jié)點(diǎn)的信息是在一定的周期性內(nèi)收集的，一旦不能收到某個節(jié)點(diǎn)的健康包或者長時間不能正常收集節(jié)點(diǎn)健康包時，就要考慮是不是有節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)了問題，這些節(jié)點(diǎn)是不是需要維護(hù)了。對于所有無線消防節(jié)點(diǎn)來說，無線消防節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)必須按照要求只能有一個基站節(jié)點(diǎn)，這個節(jié)點(diǎn)扮演著上位機(jī)的接口角色。上位機(jī)通過XServe軟件（是一款專門為服務(wù)器用途所設(shè)計的高性能主機(jī)），來進(jìn)一步進(jìn)行解析與基站節(jié)點(diǎn)通信。經(jīng)過對基站節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)新設(shè)計，在現(xiàn)實(shí)生活中，如果火災(zāi)的現(xiàn)場不斷擴(kuò)大時，即使有很多報警火點(diǎn)，也不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)擁堵現(xiàn)象。在火災(zāi)發(fā)生的時候，消防系統(tǒng)會產(chǎn)生很大的耗電量，所以我們一定要注意平時對系統(tǒng)的維護(hù)，要時刻保證系統(tǒng)有充足的電量，這樣才能確保系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時可以照樣正常工作，并且系統(tǒng)的運(yùn)作直至火災(zāi)結(jié)束。

3 新型智能消防系統(tǒng)的研發(fā)意義

新型智能消防系統(tǒng)的研發(fā)，在很大程度上可以更好的對火災(zāi)情況進(jìn)行預(yù)警，在有限的時間內(nèi)，把火災(zāi)的危害降到最低。對于這一新技術(shù)所研發(fā)的新型智能消防系統(tǒng)，與之前傳統(tǒng)的智能消防系統(tǒng)相比較而言，它有明顯的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢，也恰恰體現(xiàn)了它研發(fā)的意義。①它有無線上的優(yōu)勢，和之前的消防系統(tǒng)相比，它因?yàn)闆]有線，所以更容易放置，不會出現(xiàn)被布線纏繞的現(xiàn)象，最重要的是它不會在火災(zāi)發(fā)生時由于電線的損壞而使整個監(jiān)測系統(tǒng)無法發(fā)揮監(jiān)測的作用。⑦新型智能消防系統(tǒng)的功耗低。用3節(jié)AA電池就能夠讓消防節(jié)點(diǎn)維持工作至少半年。③大容量多跳自組網(wǎng)功能優(yōu)勢。因?yàn)樾滦拖老到y(tǒng)具有自組網(wǎng)自愈功能與多跳路由功能，所以，即使在系統(tǒng)當(dāng)中有節(jié)點(diǎn)損壞部分，在火災(zāi)發(fā)生時，還是可以順利的將數(shù)據(jù)傳回來。④有緣RFID實(shí)時定位功能。這一功能可以對攜帶有緣RFID的物體或者是人都進(jìn)行實(shí)時定位，這樣一來，就能夠幫助消防員更快、更準(zhǔn)確、更及時的進(jìn)行救援。⑤新型消防系統(tǒng)的后臺處理能力非常強(qiáng)大，可以有效的為火災(zāi)報警提供科學(xué)依據(jù)。新型消防系統(tǒng)的后臺處理中還包括了遠(yuǎn)程Web界面控制訪問功能、診斷系統(tǒng)健康功能、規(guī)劃逃生路線功能等等。這些無一不體現(xiàn)新智能消防系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢，它的研發(fā)可以讓消防事業(yè)得到突破性的進(jìn)展。

4 總結(jié)

新型智能消防系統(tǒng)能夠及時的發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，并且快速有效的采取應(yīng)對措施。它的研發(fā)有利于消防員對火災(zāi)做出正確的判斷，積極指導(dǎo)救援工作的開展，盡可能在最大限度上確保人身安全和財產(chǎn)安全。新型智能消防系統(tǒng)具有非常重要的社會意義和相當(dāng)廣闊的發(fā)展空間。

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