物聯網在消防系統應用探索

田莉莉 趙靜

【摘?要】物聯網即“萬物相連的互聯網”，是互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，將各種信息傳感設備與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，實現在任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。重工業單位特別是煤礦企業的消防系統探索物聯網的應用也就逐漸重要起來。

【關鍵詞】煤礦;物聯網;消防;火災

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，IT行業又叫：泛互聯，意指物物相連，萬物萬聯。由此，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡 [1]。

1?物聯網的發展

物聯網概念最早出現于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經提及物聯網概念，只是當時受限于無線網絡、硬件及傳感設備的發展，并未引起世人的重視。

1998年，美國麻省理工學院創造性地提出了當時被稱作EPC系統的“物聯網”的構想 [2]。

中科院早在1999年就啟動了傳感網的研究，并已取得了一些科研成果，建立了一些適用的傳感網。同年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出了，“傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。

2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念。報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。

2?火災形成原因

除了森林大火和人為縱火之外，大多數住宅火災事件都可以追溯到線路故障、煤氣泄漏、蠟燭、易燃酒精和烹飪火焰等。每一場火災事件都有一些共同點，如熱放反應、能量的快速釋放等，而燃燒的快慢取決于物質環境的可燃性。

然而，也有一些關鍵區別。如果有易燃液體，如汽油或液化天然氣，則由于其揮發性氣體而導致自燃，而且燃燒速度也非常快。

另一類火災具有較慢的氧化速度，可以長時間不被發現。到目前為止，這種火災更危險。無人留意的煙蒂、裸露的光伏電池或萘球都會導致緩慢的悶燒，只需一個觸發因素即可點燃并持續蔓延。

3?物聯網在消防系統中的應用

伴隨著各大企業研發和使用，物聯網逐漸出現在人們的生活中。然而，可以實現智能火災報警的物聯網——物聯網智慧消防系統，更是讓人大吃一驚。

智慧消防是一個全新的概念和理念，目前尚處于發展階段，還沒有權威和統一的定義和標準。智慧消防應該覆蓋城市消防安全的全環節，通過獲取消防安全的關鍵信息，進行數據分析，為城市消防安全管理、消防重點單位、消防設備廠商、保險機構和科研機構等提供決策支持，實現消防行業的整體轉型和升級。

無論火災是意外還是人為，都很難預測開始燃燒的確切時間以及蔓延的速度。根據2019年的一份研究報告顯示，盡管煙霧探測器使火災風險降低了一半，但令人擔憂的是，這些裝置的故障率仍然高達17%，光是電池沒電就導致了至少四分之一的煙霧探測器無法正常工作。還有一個煩人的問題，香煙或熏香、烹飪或不相關濕度的增加會產生虛假警報。

這些裝置缺少一種能準確替代人為探測和控制火災方法的能力。因此，這為物聯網創造了空間，物聯網可以提供全天候的防火解決方案，以實現更快的響應速度和高效的消防救援。傳統的煙霧探測器已經成為過去，因為在物聯網時代處理火災需要一種更具戰略性的綜合方法。

4?物聯網系統組成及關鍵點

4.1?射頻識別技術

談到物聯網，就不得不提到物聯網發展中備受關注的射頻識別技術。RFID是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯擴展詞條一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFID技術讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯網一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環境。[3]。

4.2?傳感網

MEMS是微機電系統。它是由微傳感器、微執行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成于大尺寸系統中，從而大幅度地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。它是比較通用的傳感器。因為MEMS，賦予了普通物體新的生命，它們有了屬于自己的數據傳輸通路、有了存儲功能、操作系統和專門的應用程序，從而形成一個龐大的傳感網。這讓物聯網能夠通過物品來實現對人的監控與保護[4]。

4.3?M2M系統框架

M2M是是一種以機器終端智能交互為核心的、網絡化的應用與服務。它將使對象實現智能化的控制[5]。M2M技術涉及5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網絡、中間件、應用。基于云計算平臺和智能網絡，可以依據傳感器網絡獲取的數據進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。具體來說主要有以下幾部分：

1、早期預警系統，它可以預測火災的發生而不僅僅是探測到它。為此，需要使用煙霧探測器和傳感器來評估事件區域。

2、智能手機或智能揚聲器上的警報系統。可以辨別面包烤焦或蒸鍋水汽的警報探測器。

3、基于攝像頭的監控系統可以跟蹤火災或縱火事件。

4、長壽命電池或110-240伏有線電源以及低電量警報。

5、通過WI-FI或低功耗無線網絡（如LoRaWAN）進行連接，可以改善安全反饋。

這種框架的其他附加組件可以包括自動灑水裝置、滅火器和其他消防設備。

5?結論

目前，一些主要的工業火災探測公司使用集成方法來探測和控制火災。為此，他們使用人工智能技術，將傳感器、攝像頭監控和天氣預報/火災危險分析結合起來。目前，谷歌 Nest Protect是預防火災的最流行設備之一，盡管它不是集成框架。該設備有一個一氧化碳探測器來檢測無煙燃燒的可能性，還有一個光譜傳感器來探測明火和悶燒火災，以及帶有電池電量檢測的智能手機報警器。

每年，意外和故意的火災都會造成大量財產損失，并導致人員傷亡，而物聯網設備可以幫助從源頭上消除火災隱患。

參考文獻：

[1]、劉陳，景興紅，董鋼.淺談物聯網的技術特點及其廣泛應用[J].科學咨詢，2011（9）：86-86.

[2]、賈益剛.物聯網技術在環境監測和預警中的應用研究[J].上海建設科技，2010（6）：65-67.

[3]、晨曦.說說物聯網那些事情[J].今日科苑，2011（20）：54-59.

[4]、陳天超.物聯網技術基本架構綜述[J].林區教學，2013（3）：64-65.

[5]、甘志祥.物聯網的起源和發展背景的研究[J].現代經濟信息，2010（1）.

作者簡介：

田莉莉（1979.11），女，漢，陜西西安，本科，郭家河煤業，計算機

趙靜（1990.4），女，漢，陜西銅川，本科，郭家河煤業，機械制造及其自動化

（作者單位：1.陜西郭家河煤業;2、陜西郭家河煤業）