基于物聯(lián)網(wǎng)GIS的消防智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

徐海強++徐志標(biāo)

摘 要對消防設(shè)施的智能化管理，可以體現(xiàn)出城市智慧化發(fā)展的水平，故為實現(xiàn)這一目標(biāo)，可運用物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)，構(gòu)建一個消防智能的巡檢系統(tǒng)，并在實際管理中應(yīng)用。該系統(tǒng)是利用多項技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備的分層管理并實時傳輸數(shù)據(jù)，提高設(shè)備的管理效率。

【關(guān)鍵詞】消防智能巡檢系統(tǒng) 傳輸層 RFID標(biāo)簽

消防設(shè)施是城市重要的設(shè)施，為保證這些設(shè)施的使用，讓其安全運行，日常對設(shè)備進(jìn)行巡視檢查至關(guān)重要，而為優(yōu)化巡視檢查的效果，改變原有的方式，我們需引入物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù)，進(jìn)行設(shè)施的巡視工作，讓巡視工作向規(guī)范化、專業(yè)化轉(zhuǎn)變。

1 消防智能巡檢系統(tǒng)的設(shè)計

1.1 整體結(jié)構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)構(gòu)建智能巡檢系統(tǒng)，是根據(jù)不同部分的需求，用不同方式滿足。另物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分為三層，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層，故智能巡檢系統(tǒng)會以這三個層次為結(jié)構(gòu)，設(shè)計總體架構(gòu)。

感知層：這一層負(fù)責(zé)的是水壓傳感數(shù)據(jù)的感知，包括傳感器的標(biāo)識和信息采集，是系統(tǒng)的核心。其使用的傳感器硬件是RFID標(biāo)簽、水壓傳感器等，運用的網(wǎng)絡(luò)是RFID和傳感器網(wǎng)絡(luò)。巡視員可以通過傳感器讀取并分析信息，與用戶建立交互。

傳輸層：這一層也是網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)各項數(shù)據(jù)的傳輸，為數(shù)據(jù)傳遞提供通道，其網(wǎng)絡(luò)有接入網(wǎng)與輸出網(wǎng)兩類。而網(wǎng)絡(luò)中的傳輸網(wǎng)包括兩部分，分別是公網(wǎng)與專網(wǎng)。

應(yīng)用層：這一層會處理得到的信息，在交互界面中操作。它包含的小層是業(yè)務(wù)支撐層與網(wǎng)絡(luò)管理層，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析等操作，并把數(shù)據(jù)儲存在系統(tǒng)中相應(yīng)的位置，為用戶提供個性化服務(wù)。

此外，各個層次間信息的傳遞是雙向的，由系統(tǒng)管理人員對其進(jìn)行交互控制。而每一層都會傳遞不同的信息，包括RFID標(biāo)簽、消防栓等。

1.2 系統(tǒng)功能

根據(jù)上述三層的介紹，可以總結(jié)出該系統(tǒng)具有的功能。其包括三部分，分別是維護(hù)消防栓的信息、巡視展示、分析數(shù)據(jù)。

（1）對于消防栓信息的維護(hù)，是用Android系統(tǒng)的終端，為每個消防栓設(shè)定一個編號，注冊后傳輸?shù)椒?wù)端中，保存信息，或是直接登錄信息系統(tǒng)注冊。另其也業(yè)需要編輯消防栓信息。

（2）消防巡檢的展示是在終端上實現(xiàn)可視化操作，展示消防栓的狀態(tài)與周圍的環(huán)境，實現(xiàn)地圖的可視化。

（3）分析巡檢數(shù)據(jù)。它是把所有信息放到一個維度內(nèi)，查看數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析工作。

2 消防智能巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)

該系統(tǒng)使用的關(guān)鍵技術(shù)是把管線分層管理，并根據(jù)空間位置的不同實現(xiàn)消防設(shè)施的優(yōu)化管理，借助這兩種技術(shù)，讓系統(tǒng)在實際巡視中應(yīng)用。即因為城市的消防管線多埋于地下，不易進(jìn)行可視化操作，所以，該系統(tǒng)是在地圖的基礎(chǔ)上，融合不同的技術(shù)，構(gòu)建消防管網(wǎng)，把不同區(qū)域的管線分層，同時，因為在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，任何一個物品都由它的時空特征，GIS技術(shù)的應(yīng)用，可通過空間分析技術(shù)為系統(tǒng)提供時空信息?；诖?，系統(tǒng)的操作是：

2.1 消防栓信息

消防栓信息的搜集是通過感知層完成，由巡視人員在現(xiàn)場完成巡檢工作。即由巡視人員編輯RFID標(biāo)簽的信息，把標(biāo)簽初始化后，把消防栓所在的位置錄入標(biāo)簽中，并與周圍的消防栓建立關(guān)聯(lián)，具體操作是：終端與解讀器的連接裝置連接后，隨即確定設(shè)備的編號，并通過GPS系統(tǒng)自動獲取位置信息，待選擇所在的省市后，信息內(nèi)容自動生產(chǎn)，接著這一數(shù)據(jù)借助藍(lán)牙的傳輸渠道傳輸?shù)浇庾x器中，完成標(biāo)簽內(nèi)容的編輯。而用戶選擇注冊設(shè)備的同時，終端也會通過系統(tǒng)的后臺把信息傳送到系統(tǒng)的后臺中，后臺的管理系統(tǒng)隨機生成信息。另需要注意的是，當(dāng)信息傳輸?shù)椒?wù)端后，如果服務(wù)端檢測出其沒有注冊，會自動在系統(tǒng)中完成注冊工作，并把是否成功的信息傳回服務(wù)端。

2.2 消防設(shè)備的巡檢

它的工作是在感知層中完成，用手持終端度讀取信息。即在巡檢中，終端讀取消防栓信息的同時，也會讀取傳感器的數(shù)值，檢查外觀是否完好，待檢查結(jié)束后，把信息上傳到后臺，并隨著信息的采集實時更新數(shù)據(jù)。其具體操作包括四部分：

2.2.1 獲取消防栓信息

用解讀器解讀標(biāo)簽，得到標(biāo)簽內(nèi)信息的變化與水壓值的大小，通過藍(lán)牙發(fā)送到終端頁，并向需要這個數(shù)據(jù)的其他頁面?zhèn)鬏敚斫K端也會用HTTP通道把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)中。

2.2.2 獲取水壓值的基本信息

其是通過頁面的廣播得到廣播值，解析后得到水壓值。即在終端上顯示水壓值，并傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)中。

2.2.3 獲取消防栓的外觀信息

巡檢員在巡檢中根據(jù)自己的判斷，從眾多選擇中選擇一個外觀形態(tài)，傳送到后臺管理系統(tǒng)中，在地圖上對應(yīng)的位置做標(biāo)記。

2.2.4 獲取巡檢時間

巡檢員工作時，終端自動記錄時間，并傳回后臺管理系統(tǒng)。

2.3 分析數(shù)據(jù)

移動終端和解讀器得到數(shù)據(jù)后，服務(wù)端會利用自身的故障分析與巡檢分析功能，充分分析數(shù)據(jù)。其中，前者是分析消防管線，根據(jù)各管線水壓值的大小判斷故障，后者是參照區(qū)域與時間的信息，分析某個時間段內(nèi)每個區(qū)域巡檢的次數(shù)，為設(shè)備的維護(hù)提供依據(jù)。

2.4 系統(tǒng)使用的硬件設(shè)備

該系統(tǒng)使用的硬件設(shè)備包括水壓傳感器、RFID標(biāo)簽、RFID數(shù)據(jù)采集器、采集智能整合終端等。其中，RFID標(biāo)簽使用的微能量，把光能、磁能等作為能源，確保讀寫器體積不變的情況下，拉長標(biāo)簽的讀寫距離，避免使用時受到限制，同時，數(shù)據(jù)采集器是用超小型的讀頭讀取，并運用藍(lán)牙、標(biāo)簽喚醒等功能，用有線、無線的方式傳輸數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)構(gòu)建的消防智能巡視系統(tǒng)，可以優(yōu)化城市消防設(shè)施的管理，讓消防設(shè)施的巡檢向科學(xué)化、信息化轉(zhuǎn)變，做到綠色低碳，提高了數(shù)據(jù)的處理水平，使消防設(shè)置管理更具有效性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

徐海強（1982-），男，浙江省蘭溪市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)供職于金華市消防支隊助理工程師。研究方向為消防信息化。

作者單位

金華市消防支隊 浙江省金華市 321000