基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺

（東莞理工學院(東莞)城市學院 廣東 523419）

在各種災害中火災是發生頻率高最能威脅公眾安全和社會發展的主要災害。火災不僅給國家財產和公民人身、財產帶來了巨大損失，還會影響正常的社會秩序、生產秩序、工作秩序、教學科研秩序以及公民的生活秩序，因此國家頻繁出臺關于消防安全的政策和法規，但是智慧消防建設剛剛起步，各地發展水平參差不齊，還存在碎片化發展、數據孤島、標準化不一等問題，針對智慧消防現有的問題，我們設計了基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺，它包含火災自動報警系統，消防水源監控系統，消防設備監控系統，消防通道監控系統這四大系統，以此實現后臺實時數據顯示監控、移動端在線實時遠程監控、技術服務系統的維護管理，從而提高消防安全管理水平和社會防災能力，消防監督執法的效率和消防工作社會化水平。

1 系統總體設計方案

1.1 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺

基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺總體結構圖如圖1所示。

圖1 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺總體結構圖

（1）火災自動報警系統：在火災發生初期，通過產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時疏散及報警，控制器記錄火災發生部位、時間等，使人們能夠及時發現火災，并及時采取有效措施，撲滅初期火災。

（2）消防水源監控系統：實時監控消防水源、消防栓水壓等情況，通過壓力傳感器將壓力值轉變為模擬信號，通過物聯網監控數據發送到智慧消防平臺，記錄水壓信息，并在壓力值過低時及時修復，做好消防安全工作。

（3）消防設施監控系統：對常閉型防火門開關狀態、應急照明疏散燈和滅火器老化損失等進行實時監控；通過門磁傳感器，光傳感器將數字信號轉變為模擬信號，通過物聯網將監控數據發送到智慧消防平臺，增強防火規范的監控。

（4）消防通道監控系統：對消防通道進行實時攝像監控，對雜物堵塞消防通道實現實時監控，保障公民生命的第一通道。

（5）火災隱患管理：通過大數據平臺，通過監控系統監控火災隱患，通過大數據能對火災進行遠程監控，同時系統具有火災隱患準確預警、報警功能，并能通過短信、微信等移動端通知提醒發現隱患的社會單位。系統的大數據平臺，也便于對火災隱患的歷史數據查詢和隱患原因分析，從而對火災起到預防作用。

（6）移動端在線實時遠程監管：提供移動端在線實時遠程監管APP；移動端APP在線實時遠程監管；短信提醒隱患；提供隱患位置

1.2 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺

基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺將“智能化”消防和服務功能相結合，平臺可以概括為三層結構，結構拓撲圖如圖2所示。

其中平臺可以概括為三層，最上層是應急管理部、設備生產商和服務商，當消防設備、消防水源、消防通道等出現隱患時通知服務商和設備生產商及時處理解決問題；中間層后臺服務中心和移動端，這一層是數據層，主要以互聯網為核心的通訊層，實時將數據傳送到移動端App、后臺管理系統；最底層是火災自動報警、消防水源監控、消防設備監控和消防通道監控，主要負責數據的采集，實時、準確、可靠通過物聯網設備（WIFI，NI-IOT）上傳至服務器。火災智能終端可實時地獲取數據和存儲數據，移動端可以實時查看狀態，通過對終端用戶信息實時、準確、全面的采集和儲存，才能可靠保證上層部門人員分析數據的有效性，有效針對出現的各種隱患進行維修。在使用物聯網進行設計的過程中應該還原建筑的自身特點，整合建筑結構和內容，充分確定其中的梁高位置特征。不容忽視的是建筑自身具有一定的特點，復雜性和多樣性是不能避免的，在進行施工的過程中會出現信息傳遞失衡的現象，三維信息失真狀態下能夠借助BIM 手段展現信息的直觀性和真實性，保證信息進行有效的傳遞和使用。

2 平臺的軟硬件設計

2.1 平臺硬件選型

（1）主控制器芯片：采用AVR單片機（ATmega328P），用于處理底層收集的防火門開關狀態，煙霧濃度、溫濕度、火光感應、水壓、設備位置等數據。

（2）GSM/GPRS：采用A6模塊，用于傳送數據、位置信息至服務器。

（3）硬件網絡模塊電路如圖3所示。

圖2 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺結構拓撲圖

圖3 硬件網絡模塊電路圖

（4）常閉門磁傳感器：采用常閉型干簧管，用于監控防火門開關狀態，保障常閉型防火門處于關閉狀態。

（5）煙霧檢測模塊：使用MQ-2 氣體傳感器獲取煙霧濃度，用于火災自動報警系統。

（6）溫濕度檢測模塊：使用SHT3X 新一代Sensirion 濕度和濕度傳感器，獲取溫濕度，用于火災自動報警系統。

（7）水壓傳感器：用于監控消防栓水壓，保障消防栓水壓處于符合要求狀態。

（8）主動紅外攝影機：適用于光線比較昏暗的消防通道，用于監控消防通道是否被障礙物阻擋。

2.2 平臺軟件設計

本系統的軟件設計分為三部分：

（1）Web后臺管理系統

Web后臺管理系統采用MySQL 5.7.21 進行開發，主要負責設備狀態的查看、設備狀態異常列表、日志管理、保修設備管理，其功能框圖如圖4所示：

圖4 系統框圖

（2）安卓移動程序

安卓移動程序主要負責查看設備的狀態，接收異常報警信息，設備的保修，管理員信息的修改等。

（3）信息處理系統

信息處理系統通過建立一個TCP服務端接受設備的發送過來的設備狀態信息，同時檢測設備的狀態是否正常，如果檢測到異常則發出相應的異常，提醒管理員對設備進行處理。物聯網模型是以“模庫一體化”的形式收集高度真實的數字信息，在此基礎上能夠有效地整合和完善相應的設備參數，實現對工程和設備的有效監督監管。對于傳統意義上的工程設計，能夠對物聯網支持下的信息更新及時有效的上傳到移動終端上，管理人員根據相應的信息能夠進行安全風險識別和判定，并且有效的采取相應的處理和整合手段，保證工程運行的穩定性和可操作性。

系統的軟件設計：采用Web后臺管理系統結合APP對消防設備狀態的實時監測，能夠隨時查看消防設備當前的狀態，及時對存在安全隱患的消防設備進行處理，以達到火災發生時減少人員的傷亡。

3 結束語

本文所述的基于物聯網的智慧消防綜合監測平臺將“智能化”消防和服務功能相結合，此平臺主要有火災自動報警、消防水源監控、消防設施監控、消防通道監控這四大系統以及火災隱患管理和移動端在線實時遠程監控，以此實現全方位、全覆蓋的物聯網監控，在線監督管理，智能化預警，遠程監測，很好地幫助人們預防火災的發生以及在發生時及時采取相應的措施，減少人員的傷亡。