淺談基於物聯網技術的校園智慧消防管理平台

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定  201801

摘要：近年來校園火災時有發生，給家庭、學校帶來重大損失，傳(chuan) 統消防工作模式體(ti) 現出很大的弊端。論文設計了基於(yu) 物聯網的學校智慧消防管理平台，旨在做好校園消防工作，建立一個(ge) 和諧安全的校園環境。將學校分散的煙感、消防水、電氣火災探測器、攝像頭等各類傳(chuan) 感器接入連接網絡，並對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，實現消防設施運行及監管的“自動化”、“智能化”、“係統化 ”、“精細化”，同時方便多平台間信息共享，保證校園消防工作的實時性、高效性。 

關(guan) 鍵詞：智慧消防；物聯網技術；校園安全；火災事故

一、背景

      近年來，校園火災頻頻發生：山東(dong) 煙台大學兩(liang) 人燒傷(shang) 、東(dong) 北師範大學500學生被困、中國傳(chuan) 媒大學1學生被困、俄羅斯人民友誼大學41名外國留學生死亡200人受傷(shang) 、中國地質大學（武漢）宿舍起火，幸無人傷(shang) 亡......這一起起校園火災都給學生家庭、學校以及國家帶來了重大損失。校園是學生學習(xi) 與(yu) 生活的環境，人群高度密集，因此消防工作必須擺在校園安全工作的重要位置。傳(chuan) 統的消防工作模式無法很好地排除校園火災隱患，存在不少弊端，因此建設校園智慧消防的任務刻不容緩。

      在物聯網、人工智能、大數據、雲(yun) 計算等新一代技術蓬勃發展的時代背景之下，智慧消防能夠使校園消防工作更加智能、高效，通過綜合利用物聯網、大數據、雲(yun) 計算、移動互聯網、地理信息係統等技術，應用無線傳(chuan) 感、火警預判等技術實現消防工作的及時、快速、高效，為(wei) 師生營造一個(ge) 安全穩定的校園環境。

二、校園消防管理存在的問題

      目前國內(nei) 高校均按照消防的要求安裝了諸多消防監控設備，如消防水滅火係統、煙感探測器、電氣火災監控報警係統等諸多設備。由於(yu) 設備老化會(hui) 引發係統的失靈，因此除了加強對消防設備的日常維護保養(yang) ，消防管理部門定期的消防檢查，更有效的解決(jue) 方式是實現對這些設備實時的網絡監測，但是目前還難以實現。

      （1）目前高校已有的消防監控管理係統之間不能有效地進行整合，與(yu) 高校建築內(nei) 部的其他係統，如門禁係統、電梯係統、廣播係統等不能形成聯動機製，不能有效打通各個(ge) 係統之間的數據壁壘。

      （2）目前已有的消防設備數據信息大多是單一的設備台帳數據信息，且存在數據老化和格式不統一的問題，難以發揮日常消防設備數據的二次挖掘分析作用。

      （3）現有消防設備上的軟件係統大多是C/S架構，係統的開放性與(yu) 數據信息的共享性弱，難以實現消防業(ye) 務數據的“互聯網+”的多部門應用，一旦失火，火災現場周邊的建築數據信息、消防水數據信息等內(nei) 容都無法時間獲取，影響了總體(ti) 火災救援的效率。

三、校園智慧消防管理平台的整體(ti) 設計

3.1 係統結構

      安科瑞智慧消防管理雲(yun) 平台采用“感、傳(chuan) 、知、用”等物聯網技術手段，綜合利用 RFID、無線傳(chuan) 感、雲(yun) 計算、大數據等技術，通過互聯網、無線通信網、專(zhuan) 網等通信網絡，對消防設施、器材、人員等狀態進行智能化感知、識別、定位與(yu) 跟蹤，實現實時、動態、互動、融合的消防信息采集、傳(chuan) 遞和處理，通過信息處理、數據挖掘和態勢分析，為(wei) 防火監督管理和滅火救援提供信息支撐，提高社會(hui) 化消防監督與(yu) 管理水平，增強消防滅火救援能力。

3.2係統架構

      智慧消防管理雲(yun) 平台的係統網絡結構采用分層分布式的結構，係統包括：傳(chuan) 感器層、IaaS層、PaaS層和SaaS層。係統網絡結構如下圖所示。

      傳(chuan) 感器層包括了智慧消防和傳(chuan) 統消防係統的所有設備，是整個(ge) 係統的底層，也是構建該智慧消防管理雲(yun) 平台必要的基本組成元素，主要有智慧用電探測器、攝像頭、燃氣探測器、應急照明和疏散指示主機、防火門主機、消防設備電源主機、電氣火災主機、火災報警主機等設備。

      IaaS層負責對所有傳(chuan) 感器進行集中抄表和數據緩存，存儲(chu) 所有的設備點位信息、探測器監測數據、火災報警信息、視頻信息和設備運行狀態數據，采用的數據庫有MySQL、MongoDB、Redis。

      PaaS層是對IaaS層數據的整合和分析，主要分為(wei) 業(ye) 務管理和、數據分析與(yu) 決(jue) 策輔助。業(ye) 務部分有火災報警子係統、應急照明與(yu) 疏散指示子係統、消防水子係統、電氣火災子係統、消防設備管理子係統、防火門子係統、消防設備電源子係統、視頻監控子係統等。

3.3、係統功能

（1）首頁

      主要展示的內(nei) 容有：項目概況、設備狀態、探測器分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備台賬信息等。其中地圖可以選配成3D建築模型。

（2）消防子係統

      智慧消防管理雲(yun) 平台包含了智慧用電子係統、電氣火災子係統、火災報警子係統、消防水子係統、消防設備電源子係統、防火門子係統、消防設備管理子係統和視頻監控子係統等。

①　智慧用電子係統

      可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。

②　消防水子係統

      可以接入消防栓、消防水壓、水位傳(chuan) 感器等，用於(yu) 實時的監控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，係統也能實時地發出警報，能讓相關(guan) 人員及時維修維護，保障消防隱患。在水泵控製櫃電源、故障、啟停和手/自動狀態信息；在主管網安裝壓力傳(chuan) 感器，實時采集主管網實時壓力信息；在各閥門處安裝傳(chuan) 感器，實時采集閥門開閉狀態信息；在屋頂水箱安裝感知器，實時采集水箱水量信息；在末端試水裝置安裝壓力傳(chuan) 感器，實時采集末端實時壓力信息。係統通過分析數據信息、調取現場視頻等多種方式，快速發現異常及故障，很好得減少消防水現場檢查次數、降低工作強度、提高工作效率，保障消防水係統在火災發生時發揮作用。

③　消防設備電源子係統

      實時監控消防係統各個(ge) 部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態，確保消防設備供電正常，並對各個(ge) 部件電源產(chan) 生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障告警提示。可長期記錄電壓電流運行參數，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產(chan) 出問題的隱患進行警示。

④　防火門子係統

      通過與(yu) 門禁報警、視頻識別的關(guan) 聯，實時監控消防通道、出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現緊急情況下的開閉控製等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態及保障火警救援，保證消防生命通道的正常通行，從(cong) 而保障居民的生活、工作環境。

⑤　應急照明與(yu) 疏散指示子係統

      可實現對各個(ge) 應急燈具的實時監控和控製，當發生火災時，可準確的給出正確的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建築內(nei) 的人群選擇逃生疏散路線，指引正確的逃生方向。

⑥　視頻監控子係統

      數據服務器收到感應端各子係統告警信息後，可調出告警位置關(guan) 聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子係統、消防水子係統、電氣火災子係統、防排煙子係統、消防設備電源子係統、防火門子係統和視頻監控子係統的結合，實現了報警點和監控點的聯動。

⑦　消防設備管理子係統

      能夠將每個(ge) 建築、項目節點的所有消防設備和資產(chan) 納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會(hui) 聯動GIS調度子係統進行調度。

⑧　火災報警子係統

      在傳(chuan) 統的火災報警主機上加裝帶有CCCF認證的信息傳(chuan) 輸裝置，連接到智慧消防平台，實現狀態信息上報，事件上報和告警信息上報，通過短信、語音外呼、APP推送、釘釘推動、微信小程序推送、微信公眾(zhong) 號推送等到達責任人，實現傳(chuan) 統火報主機聯網。 

（3）隱患管理

      隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱患處理和隱患分析四個(ge) 模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，並進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。

（4）能耗分析

      能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表、電能報表和複費率報表等六個(ge) 模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統計、同環比和報表。

（5）運維管理

      運維管理功能包括設備巡檢、巡檢軌跡、消防培訓、消防考試、通訊狀態等。設備巡檢采用NFC射頻卡標簽，手機掃描標簽進行巡檢工作，係統可查看當前巡檢/巡查計劃以及巡檢巡查計劃的完成情況，係統也可以自動記錄巡檢人員的巡檢軌跡，代替了傳(chuan) 統紙質檢查記錄，改變了傳(chuan) 統巡查不到位、巡檢記錄不真實的現狀。

四、典型硬件

五、總結

      時代發展催生技術變革，新的技術又促進時代發展。以物聯網、大數據、雲(yun) 計算等為(wei) 主要技術的智慧消防係統平台因其智能化、信息化、高效化的特點將在消防領域發揮出很大的作用。當然，其應用場景不隻局限於(yu) 校園，還可以擴展到社區、商場、寫(xie) 字樓等其他人群密集區域。

參 考 文 獻

[1]. 胡劍飛, 丁寧.物聯網技術在智慧消防中的應用研究[J]. 電子世界, 2019, (2). 194-196.

[2]. 王偉(wei) 麗(li) , 郭歌. 建築物電氣火災一體(ti) 化智慧消防係統設計[J].  消防科學與(yu) 技術, 2019,38(11).1570-1572.

[3]. 幸雪初.物聯網技術在電氣防火中的應用[J].消防科學與(yu) 技術,2018,(9).1287-1289.

[4]. 張月，惠晨晨，鄒聖新，陳豐(feng) 照,等.基於(yu) SignalR-IoT技術的校園智慧消防平台係統設計研究[J].電腦知識與(yu) 技術,2019,15(28). 117-119. 

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 智慧消防係統。