基于物聯網技術的智慧消防建設

吳小晶

（武漢職業技術學院建筑工程學院物業與消防教研室 湖北 武漢 430074）

1 引言

物聯網技術包含多種前沿科學技術，比如因特網、數字移動通信技術等，利用物聯網技術能夠實現各類信息的高速傳輸，能夠利用傳感裝置實現信息的互聯互通，并且可以利用計算機技術對各類信息進行高效的預處理[1]。當前信息科技不斷發展，傳感技術、數字通信技術等都得到廣泛應用，物聯網技術也開始普遍應用于多個領域，比如典型的實踐應用方式之一就是監測環境和消防安全。將物聯網相關技術應用于消防救援工作中能夠準確地預警火災，實時監測火情的警報信息，連接計算機設備和區域內設置的信息傳感裝置數據，針對現場情況實時監測具體情況，并且如果設備發生了故障，可以立刻將數據信息傳達給工作人員，發出警示。

智慧消防系統是充分利用先進的信息技術，比如物聯網技術、云計算技術等，對火災發生地點快速準確地定位，并且第一時間聯合一系列設備采取應對措施，降低火災影響范圍。智慧消防有著十分廣泛的應用，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、減災的能力。利用大數據技術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]。數據共享也是智慧消防系統的一個特點，可以利用物聯網和廣大人民群眾以及相關部門緊密聯系，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，實現了數據化消防安全管理、各個部門聯動、精細化消防安全管理的效果。智慧消防具有智能化特點，能夠對火情相關信息進行智能化分析，對各類火情現場進行明確，采取預制的消防處理辦法。當前物聯網、大數據等技術的應用有助于構件智慧消防系統，可以對構件火情監測和處理系統，對火災隱患進行客觀評估，有助于火災快速控制、消防救援工作的高效開展。

2 基于物聯網的智慧消防監控系統

物聯網技術主要按照系統感知層、網絡傳輸層、用戶應用層3層架構應用于智慧消防中。傳感器監測是系統感知層關鍵點，無線傳輸網絡、控制網關節點、服務器是網絡傳輸層主要內容，數據庫處理與用戶交互設計是用戶層關鍵點。只有高效處理這3個環節才能充分發揮出物聯網技術在智慧消防中的價值。

2.1 系統感知層

物聯網識別物體、采集信息的基礎就是系統感知層。系統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]。可以說，物聯網核心部分和基礎部分就是系統感知層。利用感知層能夠對物體進行識別，可以實時采集數據信息。當前系統感知層主要應用的技術包括傳感技術、無線網絡組網技術和射頻技術。感知層接入物聯網的基本感應元器件包括二維碼識讀器、GPS定位設備、監控攝像頭、讀寫器、RFID標簽等內容，通過感應器，各類元器件組成網絡，和物聯網相連接，保證信息傳輸順暢。比如通常系統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的射頻識別系統。在物品表面或者物品內層可以安裝電子標簽，物品的基本信息存儲在標簽內，可物聯網設備能夠通過掃描識別標簽內的內容。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處理。中央信息系統可以對電子標簽中讀取到的數據信息進行分析和管理。

2.2 網絡傳輸層

系統感知層和用戶應用層需要通過網絡傳輸層連接到一起。網絡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包括ZigBee、WIFI、NB-IoT、LoRa、4G等。NB-IoT技術是一種建設成本相對較低、部署方式簡單、產業規模較大且實際應用效果較好的技術方式，可以采集建筑物內外各種消防設施監測點信息，并且將數據信息傳送到云計算平臺，云計算平臺再存儲、處理這些數據。在信息存儲處理階段，負載均衡技術能夠按照一定的原則分配用戶訪問流量、消防設施傳送的信息數據請求，保證多個云服務器同時工作，有效分配各項資源，提高了服務器的運行效率和速度，有助于分擔各個服務器的資源負擔。云數據庫作為一種在線數據庫服務具有安全、穩定、可靠等特點，可以完成容災、備份、恢復、監控、遷移等工作。相比于自建數據庫，物聯網技術有著自動備份、安全可靠、資源利用率高等諸多優點[4]。

2.3 用戶應用層

網絡層接入的信息數據可以通過用戶應用層進行處理，達到人機交互服務于用戶的效果[5]。消防監管單位通過用戶電腦端能夠實時監測消防設施的運行狀態信息，及時反饋預警、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，可以結合系統功能需求做好網站中各個模塊的合理設計，具體來講，當前主要有以下模塊等內容。

（1）用戶管理模塊。該部分具備的功能包括登錄管理、權限管理、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，在系統中包含建筑物、消防滅火救援、設施維護、消防監督等多個方面的管理內容。系統管理員可以對系統中的信息進行修改。消防監督管理人員可以對管理權限進行分別設置。各類消防設施預警信息可以傳輸到建筑物管理人員的操作平臺，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內最佳的救援路線并且進行合理的安排。消防設施維護管理人員可以錄入、查詢相關設備管理信息。

（2）數據監測模塊。該部分可以對報警歷史記錄進行實時查詢，還可以對圖表數據功能進行實時監測。

（3）設備管理模塊。明確設施使用情況，如果超出設置范圍參數，那么系統可以警示管理人員解決現場的問題，設施管理人員也可以第一時間對消防設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，可以在地圖中實時更新顯示定位建筑物位置，為工作人員查詢數據信息、指導救援路線等工作提供便捷。

3 物聯網技術的應用

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

將建筑物全部數據信息錄入到建筑物電子身份標簽當中，一旦發生火情，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提供足夠的數據支持，能夠對建筑物真實狀況進行快速直觀地判斷。可以在建筑物內部安裝溫度傳感裝置，從而將溫度信息快速傳給移動設備[6]。如果報警者沒有完全掌握現場狀況，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 智能調配救援人員

在執行消防救援任務過程中需要對消防救援人數進行科學地調配，合理布置各個人員的任務，保證消防救援工作快速展開，此時，就可以充分利用物聯網組建的智慧消防系統。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配人員和設備，利用物聯網監測系統實時呈現救援現場圖像，實現遠距離監測現場，了解車輛真實使用情況，幫助救援任務順利開展。在消防救援車輛的關鍵部位設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 實現消防安全系統信息化管理

3.2.1 動態化管理消防車輛和救援人員

利用物聯網技術組建的管理系統和生產的電子身份標簽能夠詳細記錄救援車輛、消防人員信息，借助數據采集模塊實時獲取消防救援車輛和人員的信息，同時結合應用全球定位系統，保證合理地安排消防救援任務，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管理

消防系統往往有著十分復雜的裝置，利用物聯網技術動態管理設備可以充分發揮智能化特點，將車輛和人員主要信息集中于網絡中進行統一管理，顯著提高消防安全管理水平。

3.3 自動化防控火情

3.3.1 遠距離監測消防水源

利用物聯網技術可以在消防水箱、消防火栓等位置設置無線通信裝置，傳感器會受到水流動向影響將相關消防水源信息傳輸給消防救援指揮中心，對消防水源狀態進行實時監測[7]。如果出現了火災可以使用物聯網技術將消防水源信息快速定位，精確地指導消防救援任務的展開。

3.3.2 遠距離監測消防設施

將物聯網技術用于消防救援裝置監測和維修養護工作中能夠提高工作精確度，降低疏漏問題。物聯網技術能夠對建筑物消防水泵等裝置進行智慧化監測，利用傳感芯片監測消防設施水壓等參數，對水泵等設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測消防通道，實時監測指定區域情況，幫助救援人員開展救援任務。

4 結語

綜上所述，隨著物聯網技術的不斷推廣應用，該技術在智慧消防中發揮著越來越重要的作用。消防部門需要加強物聯網技術的應用，對消防信息進行動態監測，保證科學地開展救援作業。為此，我們要對物聯網技術進一步改進創新，保證其更好地服務社會。