江蘇安科瑞的電器制造有限公司 范宏博

摘 要：針對當(dāng)前智慧消防中存在的數(shù)據(jù)不全、數(shù)據(jù)質(zhì)量差；各業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散獨(dú)立、各自為政；平臺運(yùn)營服務(wù)難度大等問題，在傳統(tǒng)監(jiān)測火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及故障、報(bào)警信號基礎(chǔ)上，開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺，將火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防水源監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)、消防通道監(jiān)控系統(tǒng)等融為一體，從而達(dá)到、全覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，多數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)智能化預(yù)警，使用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測的智慧消防效果。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智慧消防；綜合監(jiān)管；遠(yuǎn)程監(jiān)控

0引言

在各種災(zāi)害中火災(zāi)是發(fā)生頻率高威脅公眾和社會發(fā)展的主要災(zāi)害。火災(zāi)不僅給國家財(cái)產(chǎn)和公民人身、財(cái)產(chǎn)帶來了巨大損失，還會影響正常的社會秩序、生產(chǎn)秩序、工作秩序、教學(xué)科研秩序以及公民的生活秩序，因此國家頻繁出臺關(guān)于消防的政策和法規(guī)，但是智慧消防建設(shè)剛剛起步，各地發(fā)展水平參差不齊，還存在碎片化發(fā)展、數(shù)據(jù)孤島、標(biāo)準(zhǔn)化不一等問題，針對智慧消防現(xiàn)有的問題，我們設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺，它包含火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，消防水源監(jiān)控系統(tǒng)，消防設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，消防通道監(jiān)控系統(tǒng)這四大系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)后臺實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控、移動端在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)的維護(hù)管理，從而提高消防管理水平和社會防災(zāi)能力，消防監(jiān)督執(zhí)法的效率和消防工作社會化水平。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺總體結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。

圖 1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺總體結(jié)構(gòu)圖

（1）火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)：在火災(zāi)發(fā)生初期，通過產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警控制器，并同時(shí)疏散及報(bào)警，控制器記錄火災(zāi)發(fā)生部位、時(shí)間等，使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，撲滅初期火災(zāi)。

（2）消防水源監(jiān)控系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)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(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到智慧消防平臺，記錄水壓信息，并在壓力值過低時(shí)及時(shí)修復(fù)，做好消防工作。

（3）消防設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)：對常閉型防火門開關(guān)狀態(tài)、應(yīng)急照明疏散燈和滅火器老化損失等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；通過門磁傳感器，光傳感器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，通過物聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到智慧消防平臺，增強(qiáng)防火規(guī)范的監(jiān)控。

（4）消防通道監(jiān)控系統(tǒng)：對消防通道進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控，對雜物堵塞消防通道實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障公民生命的通道。

（5）火災(zāi)隱患管理：通過大數(shù)據(jù)平臺，通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控火災(zāi)隱患，通過大數(shù)據(jù)能對火災(zāi)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)系統(tǒng)具有火災(zāi)隱患準(zhǔn)確預(yù)警、報(bào)警功能，并能通過短信、微信等移動端通知提醒發(fā)現(xiàn)隱患的社會單位。系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)平臺，也便于對火災(zāi)隱患的歷史數(shù)據(jù)查詢和隱患原因分析，從而對火災(zāi)起到預(yù)防作用。

（6）移動端在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)管：提供移動端在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)管APP；移動端 APP 在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)管；短信提醒隱患；提供隱患位置

1.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺將“智能化"消防和服務(wù)功能相結(jié)合，平臺可以概括為三層結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖 2 所示。

圖 2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

其中平臺可以概括為三層，上層是應(yīng)急管理部、設(shè)備生產(chǎn)商和服務(wù)商，當(dāng)消防設(shè)備、消防水源、消防通道等出現(xiàn)隱患時(shí)通知服務(wù)商和設(shè)備生產(chǎn)商及時(shí)處理解決問題；中間層后臺服務(wù)和移動端，這一層是數(shù)據(jù)層，主要以互聯(lián)網(wǎng)為核心的通訊層，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到移動端 App、后臺管理系統(tǒng)；火災(zāi)自動報(bào)警、消防水源監(jiān)控、消防設(shè)備監(jiān)控和消防通道監(jiān)控，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（WIFI，NI-IOT）上傳至服務(wù)器。火災(zāi)智能終端可實(shí)時(shí)地獲取數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)，移動端可以實(shí)時(shí)查看狀態(tài)，通過對終端用戶信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、采集和儲存，才能可靠保證上層部門人員分析數(shù)據(jù)的有效性，有效針對出現(xiàn)的各種隱患進(jìn)行維修。在使用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該還原建筑的自身特點(diǎn)，整合建筑結(jié)構(gòu)和內(nèi)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(diǎn)，復(fù)雜性和多樣性是不能避免的，在進(jìn)行施工的過程中會出現(xiàn)信息傳遞失衡的現(xiàn)象，三維信息失真狀態(tài)下能夠借助 BIM 手段展現(xiàn)信息的直觀性和真實(shí)性，保證信息進(jìn)行有效的傳遞和使用。

2 平臺的軟硬件設(shè)計(jì)

2.1 平臺硬件選型

(1) 主控制器芯片：采用 AVR 單片機(jī)（ATmega328P），用于處理底層收集的防火門開關(guān)狀態(tài)，煙霧濃度、溫濕度、火光感應(yīng)、水壓、設(shè)備位置等數(shù)據(jù)。

(2) GSM/GPRS：采用 A6 模塊，用于傳送數(shù)據(jù)、位置信息至服務(wù)器。

(3) 硬件網(wǎng)絡(luò)模塊電路如圖 3 所示。

圖 3 硬件網(wǎng)絡(luò)模塊電路圖

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

（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(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。

（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(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。

（7）水壓傳感器：用于監(jiān)控消防栓水壓，保障消防栓水壓處于符合要求狀態(tài)。

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

2.2 平臺軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為三部分：

（1）Web 后臺管理系統(tǒng)

Web 后臺管理系統(tǒng)采用 MySQL 5.7.21 進(jìn)行開發(fā)，主要負(fù)責(zé)設(shè)備狀態(tài)的查看、設(shè)備狀態(tài)異常列表、日志管理、保修設(shè)備管理。

（2）安卓移動程序

安卓移動程序主要負(fù)責(zé)查看設(shè)備的狀態(tài)，接收異常報(bào)警信息，設(shè)備的保修，管理員信息的修改等。

（3）信息處理系統(tǒng)

信息處理系統(tǒng)通過建立一個(gè) TCP 服務(wù)端接受設(shè)備的發(fā)送過來的設(shè)備狀態(tài)信息，同時(shí)檢測設(shè)備的狀態(tài)是否正常，如果檢測到異常則發(fā)出相應(yīng)的異常，提醒管理員對設(shè)備進(jìn)行處理。物聯(lián)網(wǎng)模型是以“模庫一體化"的形式收集高度真實(shí)的數(shù)字信息，在此基礎(chǔ)上能夠有效地整合和完善相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對工程和設(shè)備的有效監(jiān)督監(jiān)管。對于傳統(tǒng)意義上的工程設(shè)計(jì)，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)支持下的信息更新及時(shí)有效的上傳到移動終端上，管理人員根據(jù)相應(yīng)的信息能夠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別和判定，并且有效的采取相應(yīng)的處理和整合手段，保證工程運(yùn)行的穩(wěn)定性和可操作性。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)：采用 Web 后臺管理系統(tǒng)結(jié)合 APP 對消防設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠隨時(shí)查看消防設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，及時(shí)對存在隱患的消防設(shè)備進(jìn)行處理，以達(dá)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)減少人員的傷亡。

3 安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺介紹與選型

3.1 平臺簡介

安科瑞智慧消防綜合管理云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識別、定位，實(shí)時(shí)動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。tian補(bǔ)了原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理的實(shí)際需求。

從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過手機(jī)短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。同時(shí)，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設(shè)備和消防聯(lián)動控制設(shè)備，有效解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業(yè)無專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)即時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時(shí)排除安全隱患，安科瑞智慧消防監(jiān)控云平臺結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3.2 平臺功能

(1) 平臺登陸

用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項(xiàng)目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺賬信息等。其中BD地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報(bào)警時(shí)可以在BIM模型中預(yù)警顯示。

(2) 實(shí)時(shí)監(jiān)控

智慧用電子系統(tǒng)可接入電氣火災(zāi)、故障電弧、電氣火災(zāi)主機(jī)、滅弧式保護(hù)器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)備的信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，一且發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)劇超過風(fēng)險(xiǎn)閾值，APP、電話報(bào)警統(tǒng)統(tǒng)上陣，通過設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，快速通知，快速處置

(3) 隱患管理

隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、和隱患記錄，隱患巡查的目的是為了系統(tǒng)在產(chǎn)生報(bào)警或隱患后，系統(tǒng)可以針對工程人員派發(fā)工單，處理完以后工程人員能夠在系統(tǒng)中填寫相關(guān)工單任務(wù)記錄，以供歷史查詢。隱患統(tǒng)計(jì)支持對項(xiàng)目進(jìn)行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時(shí)間查詢，將項(xiàng)目下隱患以曲線，圖表的形式展現(xiàn)

(4) 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析包括數(shù)據(jù)匯總和分析報(bào)告，數(shù)據(jù)匯總以曲線和表格形式顯示各個(gè)月份的報(bào)警和故障記錄，同時(shí)顯示控制日志，支持按照控制類和參數(shù)設(shè)置類分別顯示，也可以按照操作是否成功分別顯示，包括此次控制的操作情況，項(xiàng)目名稱，設(shè)備信息以及對應(yīng)的操作時(shí)間等；分析報(bào)告包括總體概況和設(shè)備回路特征分析。

(5) 運(yùn)維管理

根據(jù)運(yùn)維調(diào)度管理的需要，智能調(diào)度技術(shù)人員可以分為不同角色，系統(tǒng)支持zhiding巡檢計(jì)劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機(jī)NFC芯片巡檢打卡的功能。

(6) 手機(jī)APP功能

手機(jī)APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等；能實(shí)時(shí)顯示項(xiàng)目地理位置、未排除隱患數(shù)、未處理巡檢數(shù)等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實(shí)時(shí)報(bào)警信息；可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)位、遠(yuǎn)程分閘功能；可以對所有現(xiàn)場探測器進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定及修改；可以對所有現(xiàn)場探測器的遠(yuǎn)程控制記錄進(jìn)行查詢；

3.3 產(chǎn)品選型

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器

4 結(jié) 論

本文所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)測平臺將“智能化"消防和服務(wù)功能相結(jié)合，此平臺主要有火災(zāi)自動報(bào)警、消防水源監(jiān)控、消防設(shè)施監(jiān)控、消防通道監(jiān)控這四大系統(tǒng)以及火災(zāi)隱患管理和移動端在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)quan方位、全覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，在線監(jiān)督管理，智能化預(yù)警，遠(yuǎn)程監(jiān)測，很好地幫助人們預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生以及在發(fā)生時(shí)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，減少人員的傷亡。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳振偉，楊子靖，賀婉茹，李洪超.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺.

[2]來銀玲，汪偉.“智慧消防"拓路者[J].中關(guān)村, 2019(07).

[3]韓丹，吳大洪.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防信息化建設(shè)中的應(yīng)用[J].消防科學(xué)與技術(shù), 2012(03).

[3]靜國光.消防信息化建設(shè)現(xiàn)狀及對策研究[J].科技信息, 2010(16).

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊， 2020.06 版.