基于物聯(lián)網(wǎng)定位的消防滅火救援系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

侯鳴

(安徽省安慶市公安消防支隊(duì)，安徽 安慶 246001)

基于物聯(lián)網(wǎng)定位的消防滅火救援系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

侯鳴

(安徽省安慶市公安消防支隊(duì)，安徽 安慶 246001)

本文探討了基于 W i Fi以及 Z i g B e e的物聯(lián)網(wǎng)定位 技術(shù)的消防滅火 救援系統(tǒng)的構(gòu)建 ，從消防設(shè)施感知模塊、人員狀態(tài)感知模塊、消防車輛和裝備定位感知模塊等七大模塊入手，對(duì)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究。希望通過本文的闡述，可以給相關(guān)領(lǐng)域提供一些參考。

物聯(lián)網(wǎng)定位；消防滅火救援系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

1 引言

火災(zāi)是當(dāng)前給人們財(cái)產(chǎn)和生命安全帶來嚴(yán)重危害的主要因素之一，其中，每年因?yàn)榛馂?zāi)造成人員傷亡的案例不計(jì)其數(shù)。據(jù)公安部門調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在2016年，我國(guó)一共發(fā)生火災(zāi)次數(shù)為25萬余起，造成的人員傷亡數(shù)量為2000余人，直接造成的經(jīng)濟(jì)損失為30.1億元。隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，人口密集度也持續(xù)升高，對(duì)于高樓林立的城市來說，如果出現(xiàn)火災(zāi)，缺少完備的救援措施，造成的后果將不預(yù)而知。隨著人們的審美理念的逐漸提高，建筑的整體框架出現(xiàn)了變化，內(nèi)部設(shè)計(jì)框架也比較繁瑣，給消防救援帶來了不小的難度，并且化工材料的大量應(yīng)用，使得在火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)，生成大量濃煙和毒氣，這給救援提出了難題。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)定位的消防滅火救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是非常必要的。

2 物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)

針對(duì)消防滅火救援系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)來說，其主要基于兩種技術(shù)，一種是 WiFi技術(shù)，另一種是 ZigBee技術(shù)。在這兩種技術(shù)的配合之下，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位和搜尋，同時(shí)結(jié)合智能調(diào)度系統(tǒng)，構(gòu)建現(xiàn)代化的消防滅火救援系統(tǒng)。

2.1 WiFi技術(shù)

基于 WiFi網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的通信和傳遞。在消防滅火救援系統(tǒng)中，消防工作人員每人身上都安裝一個(gè)AP終端，可以實(shí)現(xiàn)其身份信息的尋找和掃描，再與已布設(shè)好的 WiFi路由器進(jìn)行信息的交互[1]。AP 節(jié)點(diǎn)可以把收集到的檢測(cè)信息 ，傳入到某一信息框架中，運(yùn)用 WiFi網(wǎng)絡(luò)，將其傳遞給消防監(jiān)控中心。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)與提前采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，運(yùn)用指紋定位算法可準(zhǔn)確地找出消防人員的具體位置。

2.2 ZigBee技術(shù)

基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)的建筑內(nèi)部進(jìn)行密集布網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人員的精確定位。網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)，與采集環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器相連，再利用 WiFi的定位信息與 ZigBee靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的位置信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防工作人員的準(zhǔn)確定位，同時(shí)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)消防人員與服務(wù)器的信息傳遞。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的消防滅火救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的消防滅火救援系統(tǒng)主要包含7大功能模塊：消防設(shè)施感知模塊、人員狀態(tài)感知模塊、系統(tǒng)管理模塊、樓層地圖管理模塊、定位模塊、智能調(diào)度模塊，以及消防車輛和裝備定位感知模塊。

3.1 消防設(shè)施感知模塊

(1)感知火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

針對(duì)已經(jīng)安置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的企業(yè)來說，我們主要對(duì)警報(bào)主機(jī)接口進(jìn)行分析，查看接口種類是否滿足信息收集需求，假設(shè)滿足 RS232接口需求，則可以實(shí)現(xiàn)信息的收集和分析。運(yùn)用BCD 模塊將各個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)變成自定義的信息傳遞給通信服務(wù)中，再通過管理平臺(tái)終端軟件顯示信息。系統(tǒng)框圖見圖1：

圖1 感知火災(zāi)報(bào)警框圖

(2)電氣火災(zāi)監(jiān)控感知子系統(tǒng)

針對(duì)已經(jīng)安置電氣火災(zāi)監(jiān)控感知系統(tǒng)的企業(yè)來說，通常情況下，該系統(tǒng)的主機(jī)主要安置在消防部門中。在進(jìn)行監(jiān)控的過程中，只要在其中安裝一個(gè)二級(jí) BCD 模塊，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主體串口信息的收集[4]。當(dāng)前 ，我國(guó)大部分電氣監(jiān)控設(shè)備廠家都設(shè)置了外部信息接口。即使在沒有串口信息的情況下，也可以處于連接開關(guān)量狀態(tài)。

(3)室內(nèi)消防水感知子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要運(yùn)用壓力傳感器、水位傳感器以及溫度傳感器等對(duì)消防栓以及消防噴淋系統(tǒng)管道中的壓力以及消防水箱中的水位和溫度實(shí)現(xiàn)測(cè)量。

3.2 人員狀態(tài)感知模塊

人員狀態(tài)感知模塊主要實(shí)現(xiàn)人員的AP管理，其可對(duì)所監(jiān)測(cè)范疇內(nèi)的AP進(jìn)行增加、修改、刪除以及查詢等操作，還可以對(duì)AP在線狀況進(jìn)行查看，如果某一區(qū)域的AP出現(xiàn)故障，則可觸發(fā)警報(bào)提醒相關(guān)工作人員。如果出現(xiàn)緊急狀況，可以提取附近AP所連接用戶的智能終端信息，發(fā)送應(yīng)急逃生方案。該模塊還可以幫助顯示消防工作人員在現(xiàn)場(chǎng)的行動(dòng)軌跡和身體狀態(tài)，讓滅火救援指揮中心實(shí)時(shí)掌握消防工作人員工作情況，從多方位的角度指引消防工作人員的行動(dòng)。

3.3 系統(tǒng)管理模塊

該模塊主要由數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)、用戶管理、權(quán)限管理、個(gè)人信息管理等多項(xiàng)內(nèi)容組成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同用戶權(quán)限管理以及數(shù)據(jù)管理，確保系統(tǒng)的安全性。

3.4 樓層地圖管理模塊

要想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，就要對(duì)樓宇結(jié)構(gòu)有所了解，該模塊可以實(shí)現(xiàn)樓層地圖的新增、編輯、查找等功能，在查看用戶行走路徑時(shí)，可以在樓層地圖中標(biāo)記用戶的具體位置[6]。

3.5 定位模塊

此模塊是本系統(tǒng)的核心部分，結(jié)合上一節(jié)的技術(shù)分析，本模塊是基于 WiFi與 ZigBee 聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù) ，由 Zig-Bee節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，通過 WiFi進(jìn)行信息交互，結(jié)合指紋算法實(shí)現(xiàn)人員的準(zhǔn)確定位。定位流程見圖2：

圖2 在線定位

3.6 智能調(diào)度模塊

智能調(diào)度模塊的主要作用是為消防人員提供精準(zhǔn)、安全的救援路徑、可視化指導(dǎo)以及發(fā)揮調(diào)度功能。

其實(shí)現(xiàn)過程是，首先，對(duì)消防人員進(jìn)行定位，通過服務(wù)器接收消防人員AP終端信息，準(zhǔn)確了解其所在的位置信息。當(dāng)指揮部門接收到人員定位信息后，結(jié)合建筑內(nèi)部框架圖，進(jìn)行信息分析，從而給消防工作人員提供精準(zhǔn)的救援路徑[2]。消防人員通過智能調(diào)度系統(tǒng)實(shí)施救援工作 ，在此過程中，系統(tǒng)對(duì)消防人員進(jìn)行全程定位跟蹤，及時(shí)修改和調(diào)整救援路徑，從而保證救援路徑更安全、更合理。

3.7 消防車輛和裝備定位感知模塊

實(shí)現(xiàn)消防車輛和裝備定位是開展消防工作的主要內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，可以采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在關(guān)鍵的消防設(shè)備和水源位置等安裝無線通信設(shè)施，同時(shí)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備工作情況的監(jiān)測(cè)。此外，還可以運(yùn)用車輛行進(jìn)路線北斗定位方式，快速找出火災(zāi)附近的消防設(shè)施，保證救援工作快速啟動(dòng)，減少查找消防設(shè)施的時(shí)間，提升救援效率。

4 結(jié)束語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟，將其運(yùn)用到消防滅火救援系統(tǒng)中，可以起到重要的作用。本文探討了基于物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)的消防滅火救援系統(tǒng)的構(gòu)建，從七大模塊入手，對(duì)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了探究。希望通過本文的闡述，可以給相關(guān)領(lǐng)域提供一些參考。

[1] 沈雪微，馮 寧 ，張玲玲，等 ． 以 W i Fi和 Z i g B e e聯(lián)合定位 的 消 防 滅火救援系統(tǒng)[J]．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015(01)：32-35．

[2]馮寧，李世成，蔡?hào)|洋，等．基于物聯(lián)網(wǎng)定位的消防救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015(04)：15-17+19．

[3] 黃秋霞．基于 W IFI定位的消防救援系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J]．計(jì)算機(jī)時(shí)代，2016(07)：5-7+11．

[4] 陳能成，李丹丹，肖長(zhǎng)江，等．基于物聯(lián)網(wǎng) G IS 的消防智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．地理信息世界，2016(04)：71-75+80．[5]王素鋒，白曉梅，王濱．智慧消防救援車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息系統(tǒng)工程，2016(10)：74+76．

[6]杜遠(yuǎn)坤，王磊．基于物聯(lián)網(wǎng)的無線實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016(24)：79-82+87．

Scheme Design of the Firefighting and Rescue System Based on the Internet of Things

Hou Ming
(Anqing Municipal Public Security Fire Brigade,Anqing 246001,Anhui)

This paper discusses the construction of firefighting and rescue system based on the Internet of things technologies.It designs and implements the functions of system from seven aspects:fire facility sensing module,personnel status sensing module, fire vehicles and equipment positioning and sensing module,and so on.It is hoped that this paper can provide some reference for the related fields.

Internet of Things;firefighting and rescue system;design;implementation

TU998.1；TP391.44；TN92

A

1008-6609(2017)05-0062-02

侯鳴（1978-），男，安徽安慶人，本科，工程師，研究方向?yàn)橄劳ㄐ藕陀?jì)算機(jī)技術(shù)。