基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧消防建設(shè)

吳小晶

（武漢職業(yè)技術(shù)學院建筑工程學院物業(yè)與消防教研室 湖北 武漢 430074）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含多種前沿科學技術(shù)，比如因特網(wǎng)、數(shù)字移動通信技術(shù)等，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各類信息的高速傳輸，能夠利用傳感裝置實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，并且可以利用計算機技術(shù)對各類信息進行高效的預(yù)處理[1]。當前信息科技不斷發(fā)展，傳感技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等都得到廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也開始普遍應(yīng)用于多個領(lǐng)域，比如典型的實踐應(yīng)用方式之一就是監(jiān)測環(huán)境和消防安全。將物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于消防救援工作中能夠準確地預(yù)警火災(zāi)，實時監(jiān)測火情的警報信息，連接計算機設(shè)備和區(qū)域內(nèi)設(shè)置的信息傳感裝置數(shù)據(jù)，針對現(xiàn)場情況實時監(jiān)測具體情況，并且如果設(shè)備發(fā)生了故障，可以立刻將數(shù)據(jù)信息傳達給工作人員，發(fā)出警示。

智慧消防系統(tǒng)是充分利用先進的信息技術(shù)，比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等，對火災(zāi)發(fā)生地點快速準確地定位，并且第一時間聯(lián)合一系列設(shè)備采取應(yīng)對措施，降低火災(zāi)影響范圍。智慧消防有著十分廣泛的應(yīng)用，可以對消防安全感知層進行全方位涵蓋，能夠有效提升消防、減災(zāi)的能力。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠及時獲取各個方面的信息，全方位支持消防救援工作[2]。數(shù)據(jù)共享也是智慧消防系統(tǒng)的一個特點，可以利用物聯(lián)網(wǎng)和廣大人民群眾以及相關(guān)部門緊密聯(lián)系，將消防安全信息及時傳達給民眾，還能夠引導民眾積極參與到消防安全管理中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化消防安全管理、各個部門聯(lián)動、精細化消防安全管理的效果。智慧消防具有智能化特點，能夠?qū)鹎橄嚓P(guān)信息進行智能化分析，對各類火情現(xiàn)場進行明確，采取預(yù)制的消防處理辦法。當前物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用有助于構(gòu)件智慧消防系統(tǒng)，可以對構(gòu)件火情監(jiān)測和處理系統(tǒng)，對火災(zāi)隱患進行客觀評估，有助于火災(zāi)快速控制、消防救援工作的高效開展。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防監(jiān)控系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要按照系統(tǒng)感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、用戶應(yīng)用層3層架構(gòu)應(yīng)用于智慧消防中。傳感器監(jiān)測是系統(tǒng)感知層關(guān)鍵點，無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)關(guān)節(jié)點、服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要內(nèi)容，數(shù)據(jù)庫處理與用戶交互設(shè)計是用戶層關(guān)鍵點。只有高效處理這3個環(huán)節(jié)才能充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧消防中的價值。

2.1 系統(tǒng)感知層

物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的基礎(chǔ)就是系統(tǒng)感知層。系統(tǒng)感知層包含多種傳感器，主要用于對終端進行感知和信息采集[3]?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)核心部分和基礎(chǔ)部分就是系統(tǒng)感知層。利用感知層能夠?qū)ξ矬w進行識別，可以實時采集數(shù)據(jù)信息。當前系統(tǒng)感知層主要應(yīng)用的技術(shù)包括傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)和射頻技術(shù)。感知層接入物聯(lián)網(wǎng)的基本感應(yīng)元器件包括二維碼識讀器、GPS定位設(shè)備、監(jiān)控攝像頭、讀寫器、RFID標簽等內(nèi)容，通過感應(yīng)器，各類元器件組成網(wǎng)絡(luò)，和物聯(lián)網(wǎng)相連接，保證信息傳輸順暢。比如通常系統(tǒng)感知層需要建立一個包含電子標簽、讀寫器以及中間信息系統(tǒng)的射頻識別系統(tǒng)。在物品表面或者物品內(nèi)層可以安裝電子標簽，物品的基本信息存儲在標簽內(nèi)，可物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠通過掃描識別標簽內(nèi)的內(nèi)容。讀寫器的作用主要包括3個方面：（1）電子標簽讀取和物品信息識別；（2）電氣標簽中待識別物品信息的修改；（3）傳輸物品信息并且由中央信息系統(tǒng)處理。中央信息系統(tǒng)可以對電子標簽中讀取到的數(shù)據(jù)信息進行分析和管理。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

系統(tǒng)感知層和用戶應(yīng)用層需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層連接到一起。網(wǎng)絡(luò)傳輸包含有多種無線傳輸方式和有線傳輸方式，當前常見的無線傳輸技術(shù)包括ZigBee、WIFI、NB-IoT、LoRa、4G等。NB-IoT技術(shù)是一種建設(shè)成本相對較低、部署方式簡單、產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大且實際應(yīng)用效果較好的技術(shù)方式，可以采集建筑物內(nèi)外各種消防設(shè)施監(jiān)測點信息，并且將數(shù)據(jù)信息傳送到云計算平臺，云計算平臺再存儲、處理這些數(shù)據(jù)。在信息存儲處理階段，負載均衡技術(shù)能夠按照一定的原則分配用戶訪問流量、消防設(shè)施傳送的信息數(shù)據(jù)請求，保證多個云服務(wù)器同時工作，有效分配各項資源，提高了服務(wù)器的運行效率和速度，有助于分擔各個服務(wù)器的資源負擔。云數(shù)據(jù)庫作為一種在線數(shù)據(jù)庫服務(wù)具有安全、穩(wěn)定、可靠等特點，可以完成容災(zāi)、備份、恢復(fù)、監(jiān)控、遷移等工作。相比于自建數(shù)據(jù)庫，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著自動備份、安全可靠、資源利用率高等諸多優(yōu)點[4]。

2.3 用戶應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)層接入的信息數(shù)據(jù)可以通過用戶應(yīng)用層進行處理，達到人機交互服務(wù)于用戶的效果[5]。消防監(jiān)管單位通過用戶電腦端能夠?qū)崟r監(jiān)測消防設(shè)施的運行狀態(tài)信息，及時反饋預(yù)警、報警等信息，消防救援中心能夠快速查詢建筑地址、報警單位。因此，可以結(jié)合系統(tǒng)功能需求做好網(wǎng)站中各個模塊的合理設(shè)計，具體來講，當前主要有以下模塊等內(nèi)容。

（1）用戶管理模塊。該部分具備的功能包括登錄管理、權(quán)限管理、用戶增刪、信息修改等。用戶可以憑借用戶名、登錄密碼登錄系統(tǒng)，在系統(tǒng)中包含建筑物、消防滅火救援、設(shè)施維護、消防監(jiān)督等多個方面的管理內(nèi)容。系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)中的信息進行修改。消防監(jiān)督管理人員可以對管理權(quán)限進行分別設(shè)置。各類消防設(shè)施預(yù)警信息可以傳輸?shù)浇ㄖ锕芾砣藛T的操作平臺，管理人員及時通知工作人員進行處理。消防滅火救援管理人員能夠查詢轄區(qū)內(nèi)最佳的救援路線并且進行合理的安排。消防設(shè)施維護管理人員可以錄入、查詢相關(guān)設(shè)備管理信息。

（2）數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊。該部分可以對報警歷史記錄進行實時查詢，還可以對圖表數(shù)據(jù)功能進行實時監(jiān)測。

（3）設(shè)備管理模塊。明確設(shè)施使用情況，如果超出設(shè)置范圍參數(shù)，那么系統(tǒng)可以警示管理人員解決現(xiàn)場的問題，設(shè)施管理人員也可以第一時間對消防設(shè)施的故障進行檢查和排除。

（4）地圖管理模塊。該部分主要利用的是GPS定位技術(shù)，可以在地圖中實時更新顯示定位建筑物位置，為工作人員查詢數(shù)據(jù)信息、指導救援路線等工作提供便捷。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 消防救援指揮工作智能化

3.1.1 建立建筑物身份體系

將建筑物全部數(shù)據(jù)信息錄入到建筑物電子身份標簽當中，一旦發(fā)生火情，終端裝置能夠利用電子身份標簽快速得到火情信息，對當前建筑物實際情況有充分的掌握，為消防人員開展救援任務(wù)提供足夠的數(shù)據(jù)支持，能夠?qū)ㄖ镎鎸崰顩r進行快速直觀地判斷?？梢栽诮ㄖ飪?nèi)部安裝溫度傳感裝置，從而將溫度信息快速傳給移動設(shè)備[6]。如果報警者沒有完全掌握現(xiàn)場狀況，消防救援人員可以利用建筑物身份體系將起火點快速定位，并且采取有效的滅火救援辦法。

3.1.2 智能調(diào)配救援人員

在執(zhí)行消防救援任務(wù)過程中需要對消防救援人數(shù)進行科學地調(diào)配，合理布置各個人員的任務(wù)，保證消防救援工作快速展開，此時，就可以充分利用物聯(lián)網(wǎng)組建的智慧消防系統(tǒng)。指揮中心可以全方位考量消防裝備和消防車輛實際情況合理調(diào)配人員和設(shè)備，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)實時呈現(xiàn)救援現(xiàn)場圖像，實現(xiàn)遠距離監(jiān)測現(xiàn)場，了解車輛真實使用情況，幫助救援任務(wù)順利開展。在消防救援車輛的關(guān)鍵部位設(shè)置壓力傳感電子芯片可以對車輛實際狀況進行充分把握，使消防車科學輪休。

3.2 實現(xiàn)消防安全系統(tǒng)信息化管理

3.2.1 動態(tài)化管理消防車輛和救援人員

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組建的管理系統(tǒng)和生產(chǎn)的電子身份標簽?zāi)軌蛟敿氂涗浘仍囕v、消防人員信息，借助數(shù)據(jù)采集模塊實時獲取消防救援車輛和人員的信息，同時結(jié)合應(yīng)用全球定位系統(tǒng)，保證合理地安排消防救援任務(wù)，確保盡量將工作量降低，將管理透明度提升，將救援效率提高。

3.2.2 對消防裝備進行動態(tài)管理

消防系統(tǒng)往往有著十分復(fù)雜的裝置，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)動態(tài)管理設(shè)備可以充分發(fā)揮智能化特點，將車輛和人員主要信息集中于網(wǎng)絡(luò)中進行統(tǒng)一管理，顯著提高消防安全管理水平。

3.3 自動化防控火情

3.3.1 遠距離監(jiān)測消防水源

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在消防水箱、消防火栓等位置設(shè)置無線通信裝置，傳感器會受到水流動向影響將相關(guān)消防水源信息傳輸給消防救援指揮中心，對消防水源狀態(tài)進行實時監(jiān)測[7]。如果出現(xiàn)了火災(zāi)可以使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將消防水源信息快速定位，精確地指導消防救援任務(wù)的展開。

3.3.2 遠距離監(jiān)測消防設(shè)施

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于消防救援裝置監(jiān)測和維修養(yǎng)護工作中能夠提高工作精確度，降低疏漏問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)ㄖ锵浪玫妊b置進行智慧化監(jiān)測，利用傳感芯片監(jiān)測消防設(shè)施水壓等參數(shù)，對水泵等設(shè)備實際運行狀況有更加精準的了解。還可以利用智能圖像監(jiān)測消防通道，實時監(jiān)測指定區(qū)域情況，幫助救援人員開展救援任務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，該技術(shù)在智慧消防中發(fā)揮著越來越重要的作用。消防部門需要加強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，對消防信息進行動態(tài)監(jiān)測，保證科學地開展救援作業(yè)。為此，我們要對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步改進創(chuàng)新，保證其更好地服務(wù)社會。