智慧消防建设物联网技术应用

【摘要】近年来，智慧消防这一理念受到人们的热切关注。智慧消防是互联网技术的产物。物联网技术作为信息技术的重要组成部分在“智慧消防”建设中有着重要的应用价值，促进了消防安全工作质量与效率的提升。本文阐述了物联网技术、智慧消防的相关概念，介绍了基于物联网技术的智慧消防远程监控系统架构，特别是对物联网技术在智慧消防建设中的应用进行了相关分析。

【关键词】物联网技术；智慧消防；应用

1引言

物联网是基于互联网而发展起来的新一代信息技术，是信息时展的重要产物[1]。如今物联网技术在我国众多行业中逐渐得到广泛的应用。随着我国城市建设进程的加快，日益增多的建筑物与复杂的建筑环境使得消防安全面临着非常严峻的态势[2]。物联网技术的出现为城市消防工作提供了新的契机。将物联网技术应用于消防安全工作中，可自动识别危险源、及时报警火灾、实时监控消防设施装备、有效利用消防数据等，确保决策的科学性、指挥的精准性以及救援的高效性，从而为人们的生命财产安全提供必要保障。

2物联网技术概述

物联网技术被人们称为信息科技的第三次革命。物联网技术将互联网技术作为核心和重要基础，并融入了射频识别技术、无线通信技术、传感器网络技术等多种信息技术，可以对信息进行自动的收集获取，增强了信息传递的高效性。物联网技术是根据约定的协议，借助信息传感设备实现任何物体与网络的连接，使各物体之间能无障碍地进行信息交互，进而对物体的动态进行智能化识别、跟踪、监测，以便人们更好地掌握物体运行情况，同时进行综合化管理的技术。

3智慧消防概述

社会的发展与科学技术的进步使得以往的消防工作模式落后，对消防事业的发展形成制约。消防建设需要现代科学技术的支持。面对城市消防安全所提出的相关要求，如自动化的火灾防控、智能化的灭火工作指挥、精细化的消防管理等，再加上消防科技的不断发展，智慧消防便产生了。智慧消防作为一种全新的消防工作模式，能更好地解决消防安全问题，是现代消防体系的进一步升级，在防火灭火方面具有明显的效果，能有效促进消防安全工作效率的提升[3]。智慧消防是指借助物联网技术、虚拟现实技术、人工智能技术等最新技术，配合云计算、大数据平台的运算进行火警智能研判，提升信息数据的传递效率与利用率，形成火灾监控并做出及时有效的处理，实现消防智能化，从而增强火灾防控、应急救援能力，大大降低火灾发生率。下面将以基于物联网的城市智慧消防远程监控系统架构为例进行分析介绍。

4基于物联网的城市智慧消防远程监控系统架构

基于物联网的城市智慧消防远程监控系统的整体结构分为三层，即系统感知层、网络传输层与用户应用层。系统感知层的关键点是传感器检测，网络传输层的关键点是无线传输网络、控制网关节点、服务器搭建，用户应用层的关键点是数据库处理与用户交互设计。只有处理好这三个环节，才能实现物联网技术与城市智慧消防远程监控的有机结合。（1）系统感知层。系统感知层是物联网用来识别物体、采集信息重要的基础能力层。其是由多种传感器或者进行信息采集的感知终端组成的，是物联网的最基本部分也是核心部分，作用在于识别物体与采集信息。主要运用的技术有射频技术、无线网络组网技术以及新型传感技术等。对于接入物联网中的感知层由基本感应元器件，比如RFID标签和读写器、监控摄像头、GPS定位设备、二维码识读器，还有各类传感器等元器件再通过感应器组成网络。比如一般系统感知层需要建立一个射频识别系统，该识别系统由电子标签、读写器以及中间信息系统三部分组成。电子标签可以安装在物品的表面或者内嵌在物品内层，标签内存储着物品的基本信息，以便于被物联网设备识别；读写器有三个作用，一是读取电子标签中有关待识别物品的信息，二是修改电子标签中待识别物品的信息，三是将所获取的物品信息传输到中央信息系统中进行处理；中央信息系统的作用是分析和管理读写器从电子标签中读取的数据信息。（2）网络传输层。网络传输层是连接系统感知层与用户应用层的桥梁和纽带。网络传输的方式多样，有有线传输以及Zigbee、WIFI、NB-IoT、LoRa、4G等无线传输方式，考虑到建设成本、部署方式、产业规模以及实际应用效果等，可以采用NB-IoT技术方式，将建筑物内外的各种消防设施监测节点所采集的消防数据传送至云计算平台，并通过云数据库、负载均衡实现对数据的存储、处理。负载均衡能将用户访问流量、各类消防设施传送的信息数据请求，依照一定的原则分配到多个云服务器实例，实现资源有效分配，避免单个服务器承载过量，造成资源负担。云数据库能提供一种安全、稳定、可靠且可弹性扩容的在线数据库服务，能在容灾、备份、恢复、监控、迁移上提供完整的解决方案。跟自建数据库相比，其有多方面的优势，比如即开即用、无软硬件投入、无运维成本、快速部署、数据可靠安全、自动备份、系统托管、高资源利用率等。（3）用户应用层。用户应用层其能处理网络层接入的信息数据，实现人机交互，为用户提供相应的服务。通过用户电脑端，消防监管单位可对消防设施的状态信息进行监测，并及时对预警、报警信息进行反馈，消防救援指挥中心可对建筑地址、报警单位的消防设施进行快速查询。因此可结合系统功能的需求来设计网站中各模块，如用户管理模块、数据监测模块、设备管理模块、地图管理模块等。1）用户管理模块具有登录管理、权限管理、用户增删与信息修改等功能。用户在登录系统之前需进行用户名、登录密码方面的设置。用户可包括在系统、消防监督、建筑物、消防灭火救援、消防设施维护等方面的管理员。系统管理员具有修改用户信息、建筑物信息的功能。消防监督管理人员可按照属地分别设置管理权限。建筑物管理人员能接收到各种建筑物各类消防设施的预警信息或报警信息。消防灭火救援管理员能在管辖区域内，通过系统查询火灾发生地点与最佳救援路线。消防设施维护管理人员可在设备管理栏中录入、查询消防设施维护的相关信息。2）数据监测模块具有实时查询报警历史记录、实时监测图表数据等功能。3）设备管理模块的作用是针对消防设施的使用情况，若参数超出了设置范围，则会向建筑物管理人员发信息提醒，使其到现场查看解决问题。消防设施维护管理人员也可去现场排除、检查消防设施的故障。4）地图管理模块的功能是在获得百度地图API密钥之后，实时更新显示百度地图中各建筑物的定位，以便相关管理人员实时查询各种信息数据，及时进行地图导航和灭火救援。

5物联网技术在智慧消防建设中的具体应用

5.1应用于火灾防控预警

火灾防控可以规避火灾风险、降低火灾发生次数，是消防安全工作的重要部分。物联网技术可帮助实现火灾防控预警的自动化，主要体现在如下三点。（1）对消防水源的实时、远距离监控。运用物联网技术，可以将无线通信设备、传感器安装到消防水池水箱、消火栓等这些部位。传感器可以对水流速、水流量等信息数据进行监测与收集，并将其发送到消防应用云平台上。消防指挥中心人员可以通过计算机、手机等终端获取准确的消防水源状态信息，还能借助GPS系统、GIS系统等在百度地图上快速确定消防水源的位置，以便灭火救援工作的顺利开展。（2）对消防设施的远程监管。建筑物中通常配置完备的消防设施，消防设施的完好性及运行状态直接影响着火灾扑救工作的开展。运用物联网技术可以对消防设施运行情况进行动态监控。消防部门可以将智能传感器安装在喷淋管、消防泵、烟感器等各类消防设施中，这样可以实时确定喷淋管的压力、消防泵的状态、报警状态，一旦发现问题，可以对其进行及时性、针对性的处理，减少火灾造成的损失。同时，借助智能视频监控设备可对消防安全通道的占用情况进行实时分析，收到信息数据异常报警后，监管人员可结合疏散指示牌与应急灯的告警，及时展开相应的救援工作。（3）建立智能楼宇系统。将监控传感设备安装到每幢楼的消防设备中，针对每幢楼建立起相应的数据库。传感设备一旦出现故障，会马上向管理系统平台发出警报，同时管理人员会通过无线设备接收到相应的信息。一旦建筑物发生火灾，则报警器会立即向消防人员发送信息，以便消防部门在最短的时间内完成准备工作。（4）基于视频分析的隐患验证。一方面对楼宇具体报警点位进行梳理，与建筑内视频监控系统联动，做到具体报警点位远程监控，时时查看现场情况。另一方面与烟火AI算例模块进行整合，早于建筑内的火灾探测器感知危险发生，为隐患发现和小火处置提供前端感知。

5.2应用于灭火救援指挥

（1）对各建筑物建立身份系统。处于不同区域的每个建筑物都有自己的身份信息，比如结构、改造、使用、配备的消防设施等信息。运用物联网技术，可针对建筑物的全部信息设置相应的电子标签。当火灾发生时，工作人员会通过终端设备对火灾信息、建筑物状态进行了解，以便为消防人员及时提供信息；消防人员可以及时熟悉辖区建筑物的受灾情况，通过建筑物内部的温度传感器迅速得知火灾现场的温度，以展开有效的救援工作。倘若报警人员对报警信息不了解不熟悉，那么指挥人员会从建筑物身份系统中明确火灾发生的位置，并展开扑救。（2）对消防参战力量进行智能化、合理化的调度。运用物联网技术对视频监控系统加以完善，可以帮助指挥部实时掌握消防车辆的通行信息，并快速判断火情，对水带铺设、分水阵地等做出正确的分析抉择，对消防救援工作进行更好的调整。（3）对消防人员的生理信息进行监控。火灾现场可能存在有毒的烟气，这会对救援人员的生命健康造成威胁，可通过物联网技术在救援设备中安装传感设备，实时监测处于火灾现场的消防人员的血压、呼吸频率等生命体征，以便进一步的指挥调度。

5.3应用于消防资源管理

为实现对消防资源相关信息的动态管理，一方面可将物联网技术与无线通信、GPS技术相结合，针对消防车与消防人员进行电子标签设置，然后将其与管理中心进行无线连接，从而建立起消防装备管理系统。通过在消防车上安装车载终端装置，并对相应模块进行信息采集，可以确定车载装备的状态、类型及数量，从而为消防救援做准备。对于消防车的位置，无线网络可以将信息传送到指挥中心。将电子芯片接入消防员的工作服中，可以更好地获取消防员的具体位置及分布。另一方面可运用物联网技术对灭火药剂进行系统科学的管理。对于不同的火情，消防部门可结合灭火药剂的性能进行规范化使用，而且可避免使用过期的灭火药剂。一旦发生火灾，消防部门也可以结合灭火药剂的分布地点与储备量进行合理的调度，从而提升灭火药剂的利用率，有效避免灭火药剂的浪费。

6结语

综上所述，随着消防安全工作的不断发展创新，物联网技术在智慧消防建设中的作用日益突出，已成为智能化、信息化网络支撑平台。消防部门应充分利用物联网技术，可以动态化地监测和掌握消防信息，全面实时地分析火情，科学合理地调配消防资源，实现科学指挥救援。因此我们要进一步了解物联网技术与智慧消防的关联性，构建完善的智慧消防系统，从而推进消防事业的发展。

【参考文献】

[1]，敬晓岗，侯其立.基于物联网的消防设备管理系统设计[J].物联网技术，2019，9(11):39-40，44.

[2]王立群，葛涵涛，张义.智能物联网助力构建智慧消防[J].信息通信技术与政策，2019(6):71-76.

[3]陈海涛.“智慧消防”助力消防工作的探讨[J].科技创新导报，2019，16(24):154，157.

作者：戴萌 单位：北京市海淀区消防救援支队