物聯網通信技術在高校消防安全監測中的應用探索

摘要：隨著物聯網技術的迅速發展，其在高校消防安全監測中的應用逐漸成為研究熱點。基于此，本文介紹了物聯網通信技術的概念，分析了高校消防安全監測中存在的問題和傳統監測手段的局限性，詳細闡述了物聯網通信技術在高校消防安全監測中的應用方案，并通過案例分析驗證了物聯網通信技術在高校消防安全監測中的有效性。研究表明，物聯網技術的應用能顯著提高消防安全監測的準確性，為高校消防安全管理提供有力支持。

關鍵詞：物聯網通信技術；高校消防安全監測；智能傳感器；無線通信網絡；數據分析

一、引言

在物聯網通信技術的各種應用領域中，高校消防安全監測因其自身的特殊性，成了物聯網技術應用研究的熱點。高校作為人員密集、知識密集的場所，消防安全問題直接關系到師生的生命財產安全。傳統消防安全監測系統依賴于人工巡查和固定監控，存在監測盲區、響應速度慢、信息孤島等問題。物聯網通信技術為高校消防安全監測帶來了革命性的變化。物聯網技術能實現對消防設施的實時監控，其通過傳感器收集溫度、煙霧、氣體濃度等關鍵數據，結合無線通信網絡將數據傳輸至監控中心，有利于工作人員及時發現火情，分析預測潛在的安全隱患，從而實現預防為主、防治結合的消防安全管理策略。物聯網技術與人工智能、大數據分析等技術結合，有助于進一步提升消防安全監測的智能化水平，如通過機器學習算法分析歷史數據，科學預測火災發生的可能性，從而輔助相關人員提前采取防范措施。同時，智能化的應急響應系統能在火災發生時，自動啟動滅火設備、疏散人員，并及時通知消防部門，從而最大限度地減少損失。

二、案例分析

某高校的消防設施主要包括仙湖校區和明秀校區的四個消防泵房、五個消防控制室。該校將這些消防設施融為一體，打造為一個完善的智慧消防云平臺。在該平臺的輔助下，該校每年節約消防安全管理經費60余萬元，同時，通過采取協同聯動模式和消防安全歸口管理的方式，減少消防管理人員18名。值得注意的是，智能消防云平臺雖然有效提升了學校的管理服務效率和消防管理水平，但由于傳感器需要使用電池才能正常供電，因此，在實際使用過程中存在如下問題：第一，要解決系統長時間待機、系統斷電、能源消耗等問題；第二，水泵房通常設置在負一層，整體信號較弱，甚至偶爾出現掉線的情況，導致一些消防設備經常出現信號卡頓的情況；第三，個別建筑的消防設施與智能消防平臺無法銜接，沒有做到整校消防安全管理系統的齊抓共管。

三、物聯網通信中的關鍵技術分析

（一）傳感技術

傳感器技術是指利用物理、化學、生物效應，將被測量信息轉換成可用輸出信號。在高校消防安全監測中，傳感器通常用于實時監測火災的早期跡象，如通過煙霧、溫度、火焰等參數變化，及時發現潛在的火災風險，從而輔助相關人員及時采取有效的應對措施。煙霧傳感器檢測空氣中的煙霧顆粒，一旦檢測到異常，就會立即發出警報，通知相關人員進行處理。這種傳感器通常安裝在教室、實驗室、宿舍等人員密集區域，保證在火災發生初期就能被發現；溫度傳感器實時監測環境溫度，當溫度超過預設的安全閾值時，傳感器會自動報警，從而有效預防因電器過熱引起的火災問題；火焰傳感器通常與其他傳感器結合使用，其通過檢測火焰發出的特定波長的光波實現火情預警，有助于提高火災監測的準確性。除了上述傳感器外，氣體傳感器、壓力傳感器等多種傳感器技術也在高校消防安全監測中發揮重要的作用，這些傳感器通過物聯網通信技術相互連接，形成智能化的監測網絡，能實時傳輸數據，實現對校園消防安全的遠程監控和管理。

（二）無線通信技術

無線通信技術作為物聯網通信技術的重要組成部分，對于實現高效的消防安全監測具有關鍵性的意義。其通過無線電波進行信息傳輸，不需要進行物理連接即可實現遠距離的數據傳輸。在高校消防安全監測中，無線通信技術通常應用在火災報警系統、視頻監控系統、消防設施狀態監測等方面。通過無線通信技術實時傳輸火災報警信號、監控視頻數據、消防設施的運行狀態，確保消防安全信息傳輸的及時性。無線傳感器網絡由大量分布在監測區域的傳感器節點組成，這些節點感知環境參數，如溫度、煙霧濃度等，通過無線通信的方式將數據傳輸到中央控制系統，實時監測各個區域的火災風險。一旦檢測到異常情況，立即發出警報，并通知相關人員采取措施。無線寬帶通信技術提供高速的數據傳輸能力，支持視頻監控數據的實時傳輸，為消防安全監測提供強有力的技術支持。但值得注意的是，無線通信技術的安全性也是高校消防安全監測中不可忽視的問題。由于無線信號容易受到干擾，工作人員要采取加密、認證等安全措施，全面保護通信數據的安全。通過使用先進的加密算法和安全協議，有效防止數據泄露和非法訪問，確保消防安全監測系統的穩定運行[1]。

（三）數據處理技術

在高校消防安全監測中，物聯網設備會收集大量的數據，包括火災報警信息、煙霧濃度、溫度變化等，如果不能及時處理這些數據，就無法為消防安全提供準確的預警決策支持。因此，數據處理技術是確保物聯網通信技術在消防安全監測中發揮作用的關鍵。物聯網設備要實時采集環境中的各種參數，并對采集到的數據進行預處理，包括數據清洗、格式轉換等，提高數據的可用性。處理后的數據被有效地進行存儲。通過數據庫技術，如關系型數據庫、非關系型數據庫的使用，可為工作人員進行后續的分析和查詢提供保障。通過挖掘存儲的數據，運用統計分析、機器學習等數據分析技術，發現潛在的安全隱患。將分析結果以圖表、地圖等形式直觀展示，有助于消防安全管理人員快速理解和響應。例如：通過分析歷史火災數據和實時監測數據，建立火災風險評估模型，預測火災發生的可能性，并及時向消防安全管理人員發出預警，幫助其優化消防資源的配置，提高應急響應的效率[2]。

四、智慧消防安全監測平臺體系構建

（一）建設思路

隨著城市化進程的不斷加快，傳統消防安全管理模式已無法滿足現代城市消防安全的需求，智慧消防安全監測平臺應運而生。該平臺依托云計算、物聯網、4/5G等新技術，將分散的消防設施高效整合，實現消防安全的智能化、網絡化管理。智慧消防安全監測平臺依托云計算技術，實現對海量數據的存儲與處理；通過物聯網技術，將各類消防設施如煙感、溫感、水壓監測等設備聯網，實時收集數據；利用4/5G網絡的高速傳輸能力，確保數據的即時性和準確性。平臺需要集成消防設施的監測、預警、應急響應等多個功能模塊，形成一個完整的消防安全管理體系，實現對消防設施狀態的實時監控，快速響應異常情況。同時，利用大數據分析技術，深度挖掘收集到的消防數據，預測潛在的安全風險，為消防安全管理提供科學依據，輔助優化消防資源的配置，提高消防安全管理效率。平臺應具備良好的用戶交互界面，方便消防管理人員、學生、教師等不同用戶群體的使用。通過移動終端等設備，用戶可隨時隨地獲取消防安全信息，參與消防安全管理[3]。仍以某校區的智慧消防安全監測平臺體系實際部署為例，針對該校區內樓宇數量較多、消防設施復雜等問題，利用消防主機物理搬遷方式，在距離留學生樓安防監控室小于100m的明秀校區圖書館進行操作，采用路面開挖重新布線的方式，將消防通信總線設置在留學生樓安防監控室；鑒于仙湖校區圖書館、動物實驗樓、科學實驗中學距離留學生樓安防監控室超過100m，要整合物聯網和4/5G技術，將所有消防信息集中在智慧消防安全監測平臺[4]。

（二）系統架構

結合傳統消防系統運行中出現的問題，建立智慧消防安全監測平臺系統，通過物聯網和4/5G等先進技術，將散落在校園各樓宇中的消防中控室由點聯結成面，實時監控校園內各建筑樓宇內的消防安全基礎信息。系統架構核心在于構建集中的數據處理中心。該中心通過物聯網技術與校園內的各消防中控室相連，實時收集來自各個樓宇的消防報警信號、視頻監控圖像、消防設施狀態等關鍵信息，并通過4/5G網絡迅速傳輸至數據處理中心。數據處理中心對數據經過智能分析和處理后，及時發現潛在的消防安全隱患，并迅速做出響應。同時，智慧消防安全監測平臺具備遠程控制功能。管理人員可遠程操作各種消防設施，如啟動噴淋系統、關閉電源等，確保在火災發生時能迅速進行處置[5]。系統可自動生成詳細的消防安全報告，幫助校園管理部門進行消防安全管理（如圖1所示）。通過這種系統架構，校園消防安全管理實現了從被動應對到主動預防的轉變，大幅度提高了消防安全管理效率，為師生提供了安全的教學環境。

（三）構建過程

1.消防控制室整合

傳統消防監控系統分散在各個樓宇，信息孤島現象嚴重，不利于快速響應和資源調配。為了解決這一問題，構建集中的智慧消防安全監測平臺顯得尤為重要。該平臺能整合全校的消防資源，實現對數據的集中管理和實時監控，從而提高消防安全的管理效率。為了實現全校消防監控的統一化管理，要對現有的消防控制室進行整合，包括對硬件設備的升級改造、安裝高性能的服務器和網絡設備、優化軟件系統的性能。通過整合確保所有樓宇的火災自動報警系統能無縫接入全校統一的消防監控中心[6]。整合后的消防控制室通過高速網絡將各樓宇的火災自動報警系統數據實時傳輸至云數據中心。云數據中心具有強大的數據處理能力和充足的存儲空間，能對海量的消防數據進行存儲。通過云數據中心，全校消防監控中心統一監控所有樓宇的火災自動報警系統。監控中心工作人員可實時查看各樓宇的消防狀態，一旦發現異常，立即啟動應急預案，調配資源進行處置[7]。

2.消防水源監測系統

在每個校區的消防水泵房中加裝物聯網水位/水壓傳感器是實現智慧消防水源監測的關鍵步驟。這些傳感器能實時監測消防栓水泵進出水管的水壓，確保消防水泵在需要時能提供足夠的壓力。同時，還能監測室內外消火栓各管網最不利點的實時壓力，確保其在火災發生時水流迅速到達每一個角落，從而有效控制火勢。消防水池與高位水箱的水位監測也是不可忽視的環節，通過安裝物聯網水位傳感器，實時監控水位變化，讓消防水池和高位水箱始終保持充足的水量，為消防滅火提供持續的水源保障。一旦水位低于安全閾值，系統將自動報警，并通知相關人員及時處理，避免因水源不足而影響滅火工作。智慧消防安全監測平臺系統的構建，能夠有效提高消防水源的管理效率，且通過數據分析和預警機制，有助于管理人員提前發現潛在的安全隱患，為校園消防安全提供強有力的技術支持[8]。

3.消防設備實時監測

該系統通過在各樓宇安裝煙感、溫感等火情探測設備，實時收集火災隱患信息。一旦探測設備檢測到異常，如煙霧濃度超標或溫度異常升高，系統會立即發出告警信號。這些告警信息通過物聯網技術，統一傳輸到智慧消防平臺，實現信息的集中管理和快速響應。智慧消防平臺實時監測火災自動報警系統的告警信息，通過手機App和消防中控室大屏相結合的方式，將告警信息及時推送給相關人員。手機App的便攜性使得消防人員和管理人員能隨時隨地接收告警信息，并及時作出響應。而消防中控室大屏則提供直觀的信息展示，方便消防指揮人員進行現場調度。

五、結束語

綜上所述，隨著物聯網技術的不斷完善，其在高校消防安全監測中的應用已經成為提升校園安全管理水平的重要手段。本文通過對物聯網通信技術在高校消防安全監測中的應用的深入研究，旨在為高校消防安全管理提供科學、有效的技術支持。未來，物聯網技術為構建和諧、安全的校園環境做出更大的貢獻。

作者單位：薛宇飛 南京郵電大學

參考文獻

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[7]趙民生. 基于物聯網ZigBee技術的消防報警系統的設計與研究[J].今日消防，2021，6（01）：39-41.

[8]郝越，馬義松，李健，等.基于泛在電力物聯網的無人值班變電站消防遠程集中監控系統[J].通信電源技術，2023，40（24）：7-9.