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        基于物聯(lián)網(wǎng)GIS的消防智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2017-11-09 11:05:47徐海強(qiáng)徐志標(biāo)
        電子技術(shù)與軟件工程 2017年19期
        關(guān)鍵詞:傳輸層

        徐海強(qiáng)++徐志標(biāo)

        摘 要對(duì)消防設(shè)施的智能化管理,可以體現(xiàn)出城市智慧化發(fā)展的水平,故為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),可運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù),構(gòu)建一個(gè)消防智能的巡檢系統(tǒng),并在實(shí)際管理中應(yīng)用。該系統(tǒng)是利用多項(xiàng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分層管理并實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù),提高設(shè)備的管理效率。

        【關(guān)鍵詞】消防智能巡檢系統(tǒng) 傳輸層 RFID標(biāo)簽

        消防設(shè)施是城市重要的設(shè)施,為保證這些設(shè)施的使用,讓其安全運(yùn)行,日常對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視檢查至關(guān)重要,而為優(yōu)化巡視檢查的效果,改變原有的方式,我們需引入物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術(shù),進(jìn)行設(shè)施的巡視工作,讓巡視工作向規(guī)范化、專業(yè)化轉(zhuǎn)變。

        1 消防智能巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        1.1 整體結(jié)構(gòu)

        基于物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)構(gòu)建智能巡檢系統(tǒng),是根據(jù)不同部分的需求,用不同方式滿足。另物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分為三層,包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層,故智能巡檢系統(tǒng)會(huì)以這三個(gè)層次為結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)總體架構(gòu)。

        感知層:這一層負(fù)責(zé)的是水壓傳感數(shù)據(jù)的感知,包括傳感器的標(biāo)識(shí)和信息采集,是系統(tǒng)的核心。其使用的傳感器硬件是RFID標(biāo)簽、水壓傳感器等,運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)是RFID和傳感器網(wǎng)絡(luò)。巡視員可以通過傳感器讀取并分析信息,與用戶建立交互。

        傳輸層:這一層也是網(wǎng)絡(luò)層,負(fù)責(zé)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的傳輸,為數(shù)據(jù)傳遞提供通道,其網(wǎng)絡(luò)有接入網(wǎng)與輸出網(wǎng)兩類。而網(wǎng)絡(luò)中的傳輸網(wǎng)包括兩部分,分別是公網(wǎng)與專網(wǎng)。

        應(yīng)用層:這一層會(huì)處理得到的信息,在交互界面中操作。它包含的小層是業(yè)務(wù)支撐層與網(wǎng)絡(luò)管理層,進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析等操作,并把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在系統(tǒng)中相應(yīng)的位置,為用戶提供個(gè)性化服務(wù)。

        此外,各個(gè)層次間信息的傳遞是雙向的,由系統(tǒng)管理人員對(duì)其進(jìn)行交互控制。而每一層都會(huì)傳遞不同的信息,包括RFID標(biāo)簽、消防栓等。

        1.2 系統(tǒng)功能

        根據(jù)上述三層的介紹,可以總結(jié)出該系統(tǒng)具有的功能。其包括三部分,分別是維護(hù)消防栓的信息、巡視展示、分析數(shù)據(jù)。

        (1)對(duì)于消防栓信息的維護(hù),是用Android系統(tǒng)的終端,為每個(gè)消防栓設(shè)定一個(gè)編號(hào),注冊后傳輸?shù)椒?wù)端中,保存信息,或是直接登錄信息系統(tǒng)注冊。另其也業(yè)需要編輯消防栓信息。

        (2)消防巡檢的展示是在終端上實(shí)現(xiàn)可視化操作,展示消防栓的狀態(tài)與周圍的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)地圖的可視化。

        (3)分析巡檢數(shù)據(jù)。它是把所有信息放到一個(gè)維度內(nèi),查看數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析工作。

        2 消防智能巡檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

        該系統(tǒng)使用的關(guān)鍵技術(shù)是把管線分層管理,并根據(jù)空間位置的不同實(shí)現(xiàn)消防設(shè)施的優(yōu)化管理,借助這兩種技術(shù),讓系統(tǒng)在實(shí)際巡視中應(yīng)用。即因?yàn)槌鞘械南拦芫€多埋于地下,不易進(jìn)行可視化操作,所以,該系統(tǒng)是在地圖的基礎(chǔ)上,融合不同的技術(shù),構(gòu)建消防管網(wǎng),把不同區(qū)域的管線分層,同時(shí),因?yàn)樵谖锫?lián)網(wǎng)內(nèi),任何一個(gè)物品都由它的時(shí)空特征,GIS技術(shù)的應(yīng)用,可通過空間分析技術(shù)為系統(tǒng)提供時(shí)空信息?;诖耍到y(tǒng)的操作是:

        2.1 消防栓信息

        消防栓信息的搜集是通過感知層完成,由巡視人員在現(xiàn)場完成巡檢工作。即由巡視人員編輯RFID標(biāo)簽的信息,把標(biāo)簽初始化后,把消防栓所在的位置錄入標(biāo)簽中,并與周圍的消防栓建立關(guān)聯(lián),具體操作是:終端與解讀器的連接裝置連接后,隨即確定設(shè)備的編號(hào),并通過GPS系統(tǒng)自動(dòng)獲取位置信息,待選擇所在的省市后,信息內(nèi)容自動(dòng)生產(chǎn),接著這一數(shù)據(jù)借助藍(lán)牙的傳輸渠道傳輸?shù)浇庾x器中,完成標(biāo)簽內(nèi)容的編輯。而用戶選擇注冊設(shè)備的同時(shí),終端也會(huì)通過系統(tǒng)的后臺(tái)把信息傳送到系統(tǒng)的后臺(tái)中,后臺(tái)的管理系統(tǒng)隨機(jī)生成信息。另需要注意的是,當(dāng)信息傳輸?shù)椒?wù)端后,如果服務(wù)端檢測出其沒有注冊,會(huì)自動(dòng)在系統(tǒng)中完成注冊工作,并把是否成功的信息傳回服務(wù)端。

        2.2 消防設(shè)備的巡檢

        它的工作是在感知層中完成,用手持終端度讀取信息。即在巡檢中,終端讀取消防栓信息的同時(shí),也會(huì)讀取傳感器的數(shù)值,檢查外觀是否完好,待檢查結(jié)束后,把信息上傳到后臺(tái),并隨著信息的采集實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)。其具體操作包括四部分:

        2.2.1 獲取消防栓信息

        用解讀器解讀標(biāo)簽,得到標(biāo)簽內(nèi)信息的變化與水壓值的大小,通過藍(lán)牙發(fā)送到終端頁,并向需要這個(gè)數(shù)據(jù)的其他頁面?zhèn)鬏?,另終端也會(huì)用HTTP通道把數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)管理系統(tǒng)中。

        2.2.2 獲取水壓值的基本信息

        其是通過頁面的廣播得到廣播值,解析后得到水壓值。即在終端上顯示水壓值,并傳輸?shù)胶笈_(tái)管理系統(tǒng)中。

        2.2.3 獲取消防栓的外觀信息

        巡檢員在巡檢中根據(jù)自己的判斷,從眾多選擇中選擇一個(gè)外觀形態(tài),傳送到后臺(tái)管理系統(tǒng)中,在地圖上對(duì)應(yīng)的位置做標(biāo)記。

        2.2.4 獲取巡檢時(shí)間

        巡檢員工作時(shí),終端自動(dòng)記錄時(shí)間,并傳回后臺(tái)管理系統(tǒng)。

        2.3 分析數(shù)據(jù)

        移動(dòng)終端和解讀器得到數(shù)據(jù)后,服務(wù)端會(huì)利用自身的故障分析與巡檢分析功能,充分分析數(shù)據(jù)。其中,前者是分析消防管線,根據(jù)各管線水壓值的大小判斷故障,后者是參照區(qū)域與時(shí)間的信息,分析某個(gè)時(shí)間段內(nèi)每個(gè)區(qū)域巡檢的次數(shù),為設(shè)備的維護(hù)提供依據(jù)。

        2.4 系統(tǒng)使用的硬件設(shè)備

        該系統(tǒng)使用的硬件設(shè)備包括水壓傳感器、RFID標(biāo)簽、RFID數(shù)據(jù)采集器、采集智能整合終端等。其中,RFID標(biāo)簽使用的微能量,把光能、磁能等作為能源,確保讀寫器體積不變的情況下,拉長標(biāo)簽的讀寫距離,避免使用時(shí)受到限制,同時(shí),數(shù)據(jù)采集器是用超小型的讀頭讀取,并運(yùn)用藍(lán)牙、標(biāo)簽喚醒等功能,用有線、無線的方式傳輸數(shù)據(jù)。

        3 結(jié)語

        基于物聯(lián)網(wǎng)與GIS技術(shù)構(gòu)建的消防智能巡視系統(tǒng),可以優(yōu)化城市消防設(shè)施的管理,讓消防設(shè)施的巡檢向科學(xué)化、信息化轉(zhuǎn)變,做到綠色低碳,提高了數(shù)據(jù)的處理水平,使消防設(shè)置管理更具有效性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]章偉聰,戴征武,楊立春.基于RFID技術(shù)的消防設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].浙江萬里學(xué)院學(xué)報(bào),2013,26(01):81-86.

        [2]張梅紅.消防設(shè)施智能維護(hù)巡更系統(tǒng)的應(yīng)用[J].消防科學(xué)與技術(shù),2013,32(07):766-768.

        作者簡介

        徐海強(qiáng)(1982-),男,浙江省蘭溪市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于金華市消防支隊(duì)助理工程師。研究方向?yàn)橄佬畔⒒?/p>

        作者單位

        金華市消防支隊(duì) 浙江省金華市 321000

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