基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防裝備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

譚佳麗

（青島市消防救援支隊(duì)，山東青島 266000）

0 引言

隨著信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）射頻識(shí)別技術(shù)、感知技術(shù)和信息化管理方式在消防裝備系統(tǒng)管理中得到應(yīng)用與推廣，極大提升了系統(tǒng)運(yùn)行效率。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的研究與分析，可對(duì)管理系統(tǒng)的升級(jí)完善提供重要的技術(shù)保障，促使消防設(shè)備管理朝向現(xiàn)代化、信息化方向發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和消防裝備概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的重要組成部分，是基于第五代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)發(fā)展起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)在于實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)互通，其實(shí)際含義應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：①以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)核心部位的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的延伸與拓展應(yīng)用；②用戶(hù)端的延伸與拓展，通過(guò)物體之間的具體聯(lián)系實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交換，并且對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行感知與識(shí)別[1]。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)的變革，將形成高速發(fā)展的重要生產(chǎn)力。實(shí)際應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，基于萬(wàn)物互聯(lián)提升經(jīng)濟(jì)效率，降低相關(guān)行業(yè)的運(yùn)行成本。作為一種全新的技術(shù)模式，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在信息化、智能化管理系統(tǒng)的構(gòu)建中，可提升管理工作效率。

1.2 消防裝備

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與消防裝備管理系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，具有明顯的應(yīng)用價(jià)值，使相關(guān)設(shè)備的管理與使用效率更高，實(shí)現(xiàn)智能化管理與調(diào)度，避免人工管理出現(xiàn)的失誤，為消防系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展做出有益貢獻(xiàn)。消防設(shè)備具體包括消防設(shè)施與器材，或固定消防器材和可移動(dòng)消防裝備。

消防裝備的智能化管理可顯著提升消防系統(tǒng)組織能力，發(fā)揮消防裝備管理工作水平。針對(duì)消防裝備的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，是目前工作的要點(diǎn)和主要方向，需要利用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行可行性研究，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的高效化與合理化。對(duì)消防裝備的智能化管理是目前行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為中心，構(gòu)建消防裝備的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)，可顯著提升管理模式落后等問(wèn)題，對(duì)管理工作內(nèi)容的智能化設(shè)計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2 消防管理系統(tǒng)組成及設(shè)計(jì)原理

2.1 系統(tǒng)組成

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形式下消防管理系統(tǒng)主要組成結(jié)構(gòu)，包括RFID電子標(biāo)簽應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)閱讀器裝置、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、消防裝置和計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端等。RFID 標(biāo)簽用于識(shí)別消防設(shè)備，解讀標(biāo)簽內(nèi)容，數(shù)據(jù)閱讀裝置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于傳輸核心部位數(shù)據(jù)。

在消防管理系統(tǒng)中，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)是提升系統(tǒng)效率的關(guān)鍵，需要對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行管理與培訓(xùn)，促使其掌握消防設(shè)備管理系統(tǒng)的使用方法，提升管理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。嚴(yán)格要求管理技術(shù)應(yīng)用下的消防設(shè)備發(fā)展，指導(dǎo)相關(guān)人員做好管理系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)工作，對(duì)系統(tǒng)的組成方式和主要內(nèi)容構(gòu)建動(dòng)態(tài)化管理機(jī)制，解決目前系統(tǒng)應(yīng)用效率不高的問(wèn)題。

2.2 應(yīng)用原理

安裝在RFID 中的電子化標(biāo)簽，記錄了消防設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)、使用條件、產(chǎn)地和主要性能等關(guān)鍵信息，利用RFID 識(shí)別技術(shù)對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行選定與識(shí)別，實(shí)現(xiàn)信息的有效展示，為決策人員提供可靠參考。利用RFID 閱讀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)信息的閱讀與解析，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化控制系統(tǒng)的管理與控制，達(dá)到消防設(shè)備智能化管理需求[2]。

通過(guò)應(yīng)用智能化管理方案，消防設(shè)備使用效率明確提升，識(shí)別其中存在的問(wèn)題，使管理系統(tǒng)在可靠的工況條件下識(shí)別相關(guān)數(shù)據(jù)與參數(shù)，由此構(gòu)建現(xiàn)代化管理的消防設(shè)備信息庫(kù)，輔助相關(guān)人員完成消防設(shè)備的日常管理與維護(hù)。同時(shí)，利用信息化與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)與完善，促使管理系統(tǒng)在統(tǒng)計(jì)、定位與調(diào)用安全應(yīng)急消防設(shè)備中發(fā)揮主要作用。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消防管理系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 射頻識(shí)別RFID 技術(shù)

RFID 識(shí)別技術(shù)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要形式，可讀寫(xiě)相關(guān)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，捕捉管理目標(biāo)的特征信號(hào)，構(gòu)建管理目標(biāo)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，達(dá)到對(duì)目標(biāo)的控制與管理需求。實(shí)踐應(yīng)用中，射頻識(shí)別RFID 技術(shù)在管理系統(tǒng)的構(gòu)建中發(fā)揮基礎(chǔ)作用，對(duì)提升管理效率產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。RFID 主要由Tag 標(biāo)簽、Reader 讀寫(xiě)器和Antenna 天線3 個(gè)主要部分構(gòu)成，通過(guò)相關(guān)部分的配合與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備的電子化管理。實(shí)踐應(yīng)用中，RFID 射頻識(shí)別技術(shù)具有讀寫(xiě)速度快、信息獲取及時(shí)、高效的特點(diǎn)，并且其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，具有較強(qiáng)的可操作性。

消防設(shè)備管理是一項(xiàng)重要工作，對(duì)其進(jìn)行信息化管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，將RFID 技術(shù)與消防管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，使各項(xiàng)設(shè)備的存儲(chǔ)、調(diào)度和應(yīng)用在科學(xué)完善的框架范圍內(nèi)運(yùn)行，提升了消防設(shè)備管理工作效率。值得注意的是，基于RFID 技術(shù)只要網(wǎng)絡(luò)條件滿足數(shù)據(jù)信息傳播要求，便可在各種環(huán)境下運(yùn)行和使用，無(wú)需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備詳細(xì)參數(shù)的高質(zhì)量獲取，提升消防設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用水平。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)性能與特點(diǎn)進(jìn)行研究具有重要價(jià)值：①利用RFID 可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速掃描和信息獲取，并且其技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，具有體積小、形式多樣化特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)檢測(cè)物的智能化識(shí)別與調(diào)度，為方案措施選擇提供理論基礎(chǔ)；②RFID 的數(shù)據(jù)信息存放在芯片中，抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)中信息獲取裝置，可有效屏蔽影響設(shè)備的無(wú)效信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)獲取信息的準(zhǔn)確高效識(shí)別，強(qiáng)化了信息識(shí)別水平和系統(tǒng)工作效率

3.2 感知和識(shí)別技術(shù)應(yīng)用

消防管理系統(tǒng)的信息化、智能化構(gòu)建過(guò)程中，需要應(yīng)用感知與識(shí)別技術(shù)，這也是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)標(biāo)簽向同一讀寫(xiě)裝置發(fā)送感知信息時(shí)，可能造成信息獲取不及時(shí)的問(wèn)題，這是讀寫(xiě)器信號(hào)獲取范圍不夠?qū)е碌摹橛行Ц纳七@一問(wèn)題，需要利用物聯(lián)網(wǎng)中的感知與識(shí)別技術(shù)，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分類(lèi)處理，確保識(shí)別過(guò)程的精準(zhǔn)性，提升消防設(shè)備管理系統(tǒng)的信息化服務(wù)效率。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用具有極強(qiáng)的安全性，將消防設(shè)備管理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)消防設(shè)備的智能化標(biāo)記與識(shí)別，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的分類(lèi)與調(diào)配，促使管理系統(tǒng)應(yīng)用更加智能化、信息化，發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

具體應(yīng)用過(guò)程中，以防對(duì)沖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主，對(duì)消防管理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)其中的信號(hào)資源進(jìn)行內(nèi)部標(biāo)簽，使信號(hào)資源的獲取更加高效合理。技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，防對(duì)沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有TDMA（Time Division Multiple Access，時(shí)分多址）形式，其采用的數(shù)據(jù)算法主要是Aloha 算法和二進(jìn)制樹(shù)算法。兩種算法各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)：Aloha 算法形式簡(jiǎn)單、操作便捷，但是存在誤判的可能性，在精準(zhǔn)度方面存在一定不足，并且其信道利用率不夠高效，相關(guān)算法形式在消防設(shè)備管理系統(tǒng)中未能得到廣泛應(yīng)用；二進(jìn)制樹(shù)算法在實(shí)際應(yīng)用中識(shí)別效率高、信道資源利用率高、數(shù)據(jù)識(shí)別準(zhǔn)確率高，但是由于技術(shù)水平限制，具體應(yīng)用中二進(jìn)制樹(shù)算法形式具有較長(zhǎng)的時(shí)延性，影響相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性。

3.3 信息化管理與互聯(lián)互通

信息化管理方式在消防設(shè)備管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，使相關(guān)領(lǐng)域工作更加智能化，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，尤其是RFID 技術(shù)的應(yīng)用，使得相關(guān)識(shí)別更加準(zhǔn)確、智能，并且對(duì)實(shí)踐工作起到指導(dǎo)意義。利用傳感技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，消防設(shè)備管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自身的優(yōu)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中的模塊應(yīng)用更加合理。實(shí)踐應(yīng)用中，系統(tǒng)模塊的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下3 個(gè)方面：

（1）基本信息管理。其信息內(nèi)容涵蓋對(duì)消防裝備的分類(lèi)、機(jī)構(gòu)人員設(shè)計(jì)、工作人員安排、設(shè)備儲(chǔ)存管理等多方面內(nèi)容，需要對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行信息建檔，為現(xiàn)代化管理技術(shù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資源支持[3]。

（2）庫(kù)房部分管理。即對(duì)設(shè)備的倉(cāng)儲(chǔ)位置、轄區(qū)消防人員、庫(kù)存信息和相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)記錄進(jìn)行調(diào)取與核驗(yàn)，使消防設(shè)備管理更加安全可靠。同時(shí)，為促進(jìn)信息化管理方式的實(shí)現(xiàn)，需要結(jié)合5G 與大數(shù)據(jù)技術(shù)調(diào)整目前存在的技術(shù)應(yīng)用不足問(wèn)題，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

（3）終端與設(shè)備接口的管理與控制。消防設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)終端設(shè)備使用性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用過(guò)程遇到的問(wèn)題，構(gòu)建科學(xué)有效的保證機(jī)制，為管理系統(tǒng)應(yīng)用提供支持，是目前應(yīng)用的行之有效方式，需要相關(guān)領(lǐng)域人員對(duì)終端設(shè)備使用情況進(jìn)行管理與控制，有效化解管理工作中遇到的矛盾問(wèn)題，促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防裝備管理系統(tǒng)中獲得發(fā)展與進(jìn)步。

4 結(jié)論

基于網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)與消防設(shè)備管理系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用，使消防管理方式得到科學(xué)優(yōu)化，發(fā)揮了重要的實(shí)踐價(jià)值。消防管理系統(tǒng)應(yīng)用RFID 技術(shù)、感知識(shí)別技術(shù)和信息化管理方式，實(shí)現(xiàn)了管理系統(tǒng)范圍內(nèi)的互聯(lián)互通，極大提升了消防設(shè)備管理與應(yīng)用效率，鞏固實(shí)踐成果。