淺談物聯網的消防綜合監管平臺

劉丹 

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定 201801 

摘 要：針對當前智慧消防中存在的數據不全、數據質量差；各業務系統分散獨立、各自為政；平臺運營服務難度大等問題，在傳統監測火災自動報警系統的運行狀態及故障、報警信號基礎上，開發基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺，將火災自動報警系統、電氣火災監控系統、消防水源監控系統、消防設施監控系統、消防通道監控系統等融為一體，從而達到、全覆蓋的物聯網在線實時監控，多數據融合實現智能化預警，使用無線網絡進行遠程監測的智慧消防效果。 

關鍵詞：物聯網；智慧消防；綜合監管；遠程監控 

0引言 

在各種災害中火災是發生頻率高威脅公眾和社會發展的主要災害。火災不僅給財產和公民人身、財產帶來了巨大損失，還會影響正常的社會秩序、生產秩序、工作秩序、教學科研秩序以及公民的生活秩序，因此頻繁出臺關于消防的政策和法規，但是智慧消防建設剛剛起步，各地發展水平參差不齊，還存在碎片化發展、數據孤島、標準化不一等問題，針對智慧消防現有的問題，我們設計了基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺，它包含火災自動報警系統，消防水源監控系統，消防設備監控系統，消防通道監控系統這四大系統，以此實現后臺實時數據顯示監控、移動端在線實時遠程監控、技術服務系統的維護管理，從而提高消防管理水平和社會防災能力，消防監督執法的效率和消防工作社會化水平。 

1 系統總體設計方案 

1.1基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺 

基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺總體結構圖如圖 1 所示。 

  

圖 1 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺總體結構圖 

（1）火災自動報警系統：在火災發生初期，通過產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時疏散及報警，控制器記錄火災發生部位、時間等，使人們能夠及時發現火災，并及時采取措施，撲滅初期火災。 

（2）消防水源監控系統：實時監控消防水源、消防栓水壓等情況，通過壓力傳感器將壓力值轉變為模擬信號，通過物聯網監控數據發送到智慧消防平臺，記錄水壓信息，并在壓力值過低時及時修復，做好消防工作。 

（3）消防設施監控系統：對常閉型防火門開關狀態、應急照明疏散燈和滅火器老化損失等進行實時監控；通過門磁傳感器，光傳感器將數字信號轉變為模擬信號，通過物聯網將監控數據發送到智慧消防平臺，增強防火規范的監控。 

（4）消防通道監控系統：對消防通道進行實時攝像監控，對雜物堵塞消防通道實現實時監控，保障公民生命的通道。 

（5）火災隱患管理：通過大數據平臺，通過監控系統監控火災隱患，通過大數據能對火災進行遠程監控，同時系統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現隱患的社會單位。系統的大數據平臺，也便于對火災隱患的歷史數據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管：提供移動端在線實時遠程監管APP；移動端 APP 在線實時遠程監管；短信提醒隱患；提供隱患位置 

1.2 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺 

基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺將“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。 

  

圖 2 基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺結構拓撲圖 

其中平臺可以概括為三層，上層是應急管理部、設備生產商和服務商，當消防設備、消防水源、消防通道等出現隱患時通知服務商和設備生產商及時處理解決問題；中間層后臺服務和移動端，這一層是數據層，主要以互聯網為核心的通訊層，實時將數據傳送到移動端 App、后臺管理系統；火災自動報警、消防水源監控、消防設備監控和消防通道監控，主要負責數據的采集，實時、準確、可靠通過物聯網設備（WIFI，NI-IOT）上傳至服務器。火災智能終端可實時地獲取數據和存儲數據，移動端可以實時查看狀態，通過對終端用戶信息實時、準確、采集和儲存，才能可靠保證上層部門人員分析數據的性，針對出現的各種隱患進行維修。在使用物聯網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信息傳遞失衡的現象，三維信息失真狀態下能夠借助 BIM 手段展現信息的直觀性和真實性，保證信息進行的傳遞和使用。 

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 R 單片機（ATmega328P），用于處理底層收集的防火門開關狀態，煙霧濃度、溫濕度、火光感應、水壓、設備位置等數據。 

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

(3) 硬件網絡模塊電路如圖 3 所示。 

  

圖 3 硬件網絡模塊電路圖 

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

（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。 

（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。 

（7）水壓傳感器：用于監控消防栓水壓，保障消防栓水壓處于符合要求狀態。 

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

2.2 平臺軟件設計 

本系統的軟件設計分為三部分： 

（1）Web 后臺管理系統 

Web 后臺管理系統采用 MySQL 5.7.21 進行開發，主要負責設備狀態的查看、設備狀態異常列表、日志管理、保修設備管理。 

（2）安卓移動程序 

安卓移動程序主要負責查看設備的狀態，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 

信息處理系統通過建立一個 TCP 服務端接受設備的發送過來的設備狀態信息，同時檢測設備的狀態是否正常，如果檢測到異常則發出相應的異常，提醒管理員對設備進行處理。物聯網模型是以“模庫"的形式收集高度真實的數字信息，在此基礎上能夠地整合和完善相應的設備參數，實現對工程和設備的監督監管。對于傳統意義上的工程設計，能夠對物聯網支持下的信息更新及時的上傳到移動終端上，管理人員根據相應的信息能夠進行風險識別和判定，并且的采取相應的處理和整合手段，保證工程運行的穩定性和可操作性。 

系統的軟件設計：采用 Web 后臺管理系統結合 APP 對消防設備狀態的實時監測，能夠隨時查看消防設備當前的狀態，及時對存在隱患的消防設備進行處理，以達到火災發生時減少人員的傷亡。 

3 安科瑞智慧消防監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網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并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，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所"和危化品生產企業無法監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理的實際需求。 

從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監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備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、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相關人員。同時，通過自動消防滅火控制裝置啟動自動滅火設備和消防聯動控制設備，解決用電單位電氣線纜老舊，小微企業無電工、肉眼無法直觀系統即時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等難題，及時排除安全隱患，安科瑞智慧消防監控云平臺結構如下圖所示： 

  

3.2 平臺功能 

(1) 平臺登陸 

用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。 

  

(2) 實時監控 

智慧用電子系統可接入電氣火災、故障電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測和母排無線測溫探測等等各類子系統，實現對相關消防系統設備的信息實時監控，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、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在產生報警或隱患后，系統可以針對工程人員派發工單，處理完以后工程人員能夠在系統中填寫相關工單任務記錄，以供歷史查詢。隱患統計支持對項目進行日、月、季、年的維度查詢，并能夠自定義時間查詢，將項目下隱患以曲線，圖表的形式展現 

  

(4) 統計分析 

統計分析包括數據匯總和分析報告，數據匯總以曲線和表格形式顯示各個月份的報警和故障記錄，同時顯示控制日志，支持按照控制類和參數設置類分別顯示，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，項目名稱，設備信息以及對應的操作時間等；分析報告包括總體概況和設備回路特征分析。 

  

(5) 運維管理 

根據運維調度管理的需要，智能調度技術人員可以分為不同角色，系統支持巡檢計劃和巡檢日歷，可支持巡檢人員使用手機NFC芯片巡檢打卡的功能。 

  

(6) 手機APP功能 

手機APP軟件具有IOS版本和安卓版本，并與電腦終端系統的數據同步，能展示剩余電流、溫度、電壓、電流等電氣安全參數的實時監測數據及變化曲線、歷史數據與變化曲線；短路、斷線、漏電、超溫、過壓、欠壓、過流等電氣故障實時報警數據等；能實時顯示項目地理位置、未排除隱患數、未處理巡檢數等；通過APP消息推送的方式提醒用戶實時報警信息；可以實現遠程復位、遠程分閘功能；可以對所有現場探測器進行遠程參數設定及修改；可以對所有現場探測器的遠程控制記錄進行查詢； 

  

  

  

  

  

  

3.3 產品選型 

電氣火災監控探測器 

  

 4 結 論 

本文所述的基于物聯網的智慧消防綜合監測平臺將“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、消防水源監控、消防設施監控、消防通道監控這四大系統以及火災隱患管理和移動端在線實時遠程監控，以此實現全覆蓋的物聯網監控，在線監督管理，智能化預警，遠程監測，很好地幫助人們預防火災的發生以及在發生時及時采取相應的措施，減少人員的傷亡。 

參考文獻 

[1] 陳振偉，楊子靖，賀婉茹，李洪超.基于物聯網的智慧消防綜合監管平臺. 

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

[3]韓丹，吳大洪.物聯網技術在消防信息化建設中的應用[J].消防科學與技術, 2012(03). 

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

[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊， 2020.06 版.