（東莞理工學院(東莞)城市學院 廣東 523419）

在各種災害中火災是發(fā)生頻率高最能威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災害?；馂牟粌H給國家財產(chǎn)和公民人身、財產(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、教學科研秩序以及公民的生活秩序，因此國家頻繁出臺關于消防安全的政策和法規(guī)，但是智慧消防建設剛剛起步，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、標準化不一等問題，針對智慧消防現(xiàn)有的問題，我們設計了基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺，它包含火災自動報警系統(tǒng)，消防水源監(jiān)控系統(tǒng)，消防設備監(jiān)控系統(tǒng)，消防通道監(jiān)控系統(tǒng)這四大系統(tǒng)，以此實現(xiàn)后臺實時數(shù)據(jù)顯示監(jiān)控、移動端在線實時遠程監(jiān)控、技術服務系統(tǒng)的維護管理，從而提高消防安全管理水平和社會防災能力，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)總體設計方案

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)管平臺總體結構圖如圖1所示。

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

（1）火災自動報警系統(tǒng)：在火災發(fā)生初期，通過產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂膱缶刂破?，并同時疏散及報警，控制器記錄火災發(fā)生部位、時間等，使人們能夠及時發(fā)現(xiàn)火災，并及時采取有效措施，撲滅初期火災。

（2）消防水源監(jiān)控系統(tǒng)：實時監(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變?yōu)槟M信號，通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到智慧消防平臺，記錄水壓信息，并在壓力值過低時及時修復，做好消防安全工作。

（3）消防設施監(jiān)控系統(tǒng)：對常閉型防火門開關狀態(tài)、應急照明疏散燈和滅火器老化損失等進行實時監(jiān)控；通過門磁傳感器，光傳感器將數(shù)字信號轉變?yōu)槟M信號，通過物聯(lián)網(wǎng)將監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到智慧消防平臺，增強防火規(guī)范的監(jiān)控。

（4）消防通道監(jiān)控系統(tǒng)：對消防通道進行實時攝像監(jiān)控，對雜物堵塞消防通道實現(xiàn)實時監(jiān)控，保障公民生命的第一通道。

（5）火災隱患管理：通過大數(shù)據(jù)平臺，通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控火災隱患，通過大數(shù)據(jù)能對火災進行遠程監(jiān)控，同時系統(tǒng)具有火災隱患準確預警、報警功能，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，也便于對火災隱患的歷史數(shù)據(jù)查詢和隱患原因分析，從而對火災起到預防作用。

（6）移動端在線實時遠程監(jiān)管：提供移動端在線實時遠程監(jiān)管APP；移動端APP在線實時遠程監(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”消防和服務功能相結合，平臺可以概括為三層結構，結構拓撲圖如圖2所示。

其中平臺可以概括為三層，最上層是應急管理部、設備生產(chǎn)商和服務商，當消防設備、消防水源、消防通道等出現(xiàn)隱患時通知服務商和設備生產(chǎn)商及時處理解決問題；中間層后臺服務中心和移動端，這一層是數(shù)據(jù)層，主要以互聯(lián)網(wǎng)為核心的通訊層，實時將數(shù)據(jù)傳送到移動端App、后臺管理系統(tǒng)；最底層是火災自動報警、消防水源監(jiān)控、消防設備監(jiān)控和消防通道監(jiān)控，主要負責數(shù)據(jù)的采集，實時、準確、可靠通過物聯(lián)網(wǎng)設備（WIFI，NI-IOT）上傳至服務器?；馂闹悄芙K端可實時地獲取數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)，移動端可以實時查看狀態(tài)，通過對終端用戶信息實時、準確、全面的采集和儲存，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)的各種隱患進行維修。在使用物聯(lián)網(wǎng)進行設計的過程中應該還原建筑的自身特點，整合建筑結構和內(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，復雜性和多樣性是不能避免的，在進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性，保證信息進行有效的傳遞和使用。

2 平臺的軟硬件設計

2.1 平臺硬件選型

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

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

（3）硬件網(wǎng)絡模塊電路如圖3所示。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防綜合監(jiān)管平臺結構拓撲圖

圖3 硬件網(wǎng)絡模塊電路圖

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

（5）煙霧檢測模塊：使用MQ-2 氣體傳感器獲取煙霧濃度，用于火災自動報警系統(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，用于火災自動報警系統(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：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 平臺軟件設計

本系統(tǒng)的軟件設計分為三部分：

（1）Web后臺管理系統(tǒng)

Web后臺管理系統(tǒng)采用MySQL 5.7.21 進行開發(fā)，主要負責設備狀態(tài)的查看、設備狀態(tài)異常列表、日志管理、保修設備管理，其功能框圖如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)框圖

（2）安卓移動程序

安卓移動程序主要負責查看設備的狀態(tài)，接收異常報警信息，設備的保修，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TCP服務端接受設備的發(fā)送過來的設備狀態(tài)信息，同時檢測設備的狀態(tài)是否正常，如果檢測到異常則發(fā)出相應的異常，提醒管理員對設備進行處理。物聯(lián)網(wǎng)模型是以“模庫一體化”的形式收集高度真實的數(shù)字信息，在此基礎上能夠有效地整合和完善相應的設備參數(shù)，實現(xiàn)對工程和設備的有效監(jiān)督監(jiān)管。對于傳統(tǒng)意義上的工程設計，能夠對物聯(lián)網(wǎng)支持下的信息更新及時有效的上傳到移動終端上，管理人員根據(jù)相應的信息能夠進行安全風險識別和判定，并且有效的采取相應的處理和整合手段，保證工程運行的穩(wěn)定性和可操作性。

系統(tǒng)的軟件設計：采用Web后臺管理系統(tǒng)結合APP對消防設備狀態(tài)的實時監(jiān)測，能夠隨時查看消防設備當前的狀態(tài)，及時對存在安全隱患的消防設備進行處理，以達到火災發(fā)生時減少人員的傷亡。

3 結束語

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”消防和服務功能相結合，此平臺主要有火災自動報警、消防水源監(jiān)控、消防設施監(jiān)控、消防通道監(jiān)控這四大系統(tǒng)以及火災隱患管理和移動端在線實時遠程監(jiān)控，以此實現(xiàn)全方位、全覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，在線監(jiān)督管理，智能化預警，遠程監(jiān)測，很好地幫助人們預防火災的發(fā)生以及在發(fā)生時及時采取相應的措施，減少人員的傷亡。