基于物联网的智慧消防综合监管平台

（东莞理工学院(东莞)城市学院 广东 523419）

在各种灾害中火灾是发生频率高最能威胁公众安全和社会发展的主要灾害。火灾不仅给国家财产和公民人身、财产带来了巨大损失，还会影响正常的社会秩序、生产秩序、工作秩序、教学科研秩序以及公民的生活秩序，因此国家频繁出台关于消防安全的政策和法规，但是智慧消防建设刚刚起步，各地发展水平参差不齐，还存在碎片化发展、数据孤岛、标准化不一等问题，针对智慧消防现有的问题，我们设计了基于物联网的智慧消防综合监管平台，它包含火灾自动报警系统，消防水源监控系统，消防设备监控系统，消防通道监控系统这四大系统，以此实现后台实时数据显示监控、移动端在线实时远程监控、技术服务系统的维护管理，从而提高消防安全管理水平和社会防灾能力，消防监督执法的效率和消防工作社会化水平。

1 系统总体设计方案

1.1 基于物联网的智慧消防综合监管平台

基于物联网的智慧消防综合监管平台总体结构图如图1所示。

图1 基于物联网的智慧消防综合监管平台总体结构图

（1）火灾自动报警系统：在火灾发生初期，通过产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时疏散及报警，控制器记录火灾发生部位、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾。

（2）消防水源监控系统：实时监控消防水源、消防栓水压等情况，通过压力传感器将压力值转变为模拟信号，通过物联网监控数据发送到智慧消防平台，记录水压信息，并在压力值过低时及时修复，做好消防安全工作。

（3）消防设施监控系统：对常闭型防火门开关状态、应急照明疏散灯和灭火器老化损失等进行实时监控；通过门磁传感器，光传感器将数字信号转变为模拟信号，通过物联网将监控数据发送到智慧消防平台，增强防火规范的监控。

（4）消防通道监控系统：对消防通道进行实时摄像监控，对杂物堵塞消防通道实现实时监控，保障公民生命的第一通道。

（5）火灾隐患管理：通过大数据平台，通过监控系统监控火灾隐患，通过大数据能对火灾进行远程监控，同时系统具有火灾隐患准确预警、报警功能，并能通过短信、微信等移动端通知提醒发现隐患的社会单位。系统的大数据平台，也便于对火灾隐患的历史数据查询和隐患原因分析，从而对火灾起到预防作用。

（6）移动端在线实时远程监管：提供移动端在线实时远程监管APP；移动端APP在线实时远程监管；短信提醒隐患；提供隐患位置

1.2 基于物联网的智慧消防综合监管平台

基于物联网的智慧消防综合监管平台将“智能化”消防和服务功能相结合，平台可以概括为三层结构，结构拓扑图如图2所示。

其中平台可以概括为三层，最上层是应急管理部、设备生产商和服务商，当消防设备、消防水源、消防通道等出现隐患时通知服务商和设备生产商及时处理解决问题；中间层后台服务中心和移动端，这一层是数据层，主要以互联网为核心的通讯层，实时将数据传送到移动端App、后台管理系统；最底层是火灾自动报警、消防水源监控、消防设备监控和消防通道监控，主要负责数据的采集，实时、准确、可靠通过物联网设备（WIFI，NI-IOT）上传至服务器。火灾智能终端可实时地获取数据和存储数据，移动端可以实时查看状态，通过对终端用户信息实时、准确、全面的采集和储存，才能可靠保证上层部门人员分析数据的有效性，有效针对出现的各种隐患进行维修。在使用物联网进行设计的过程中应该还原建筑的自身特点，整合建筑结构和内容，充分确定其中的梁高位置特征。不容忽视的是建筑自身具有一定的特点，复杂性和多样性是不能避免的，在进行施工的过程中会出现信息传递失衡的现象，三维信息失真状态下能够借助BIM 手段展现信息的直观性和真实性，保证信息进行有效的传递和使用。

2 平台的软硬件设计

2.1 平台硬件选型

（1）主控制器芯片：采用AVR单片机（ATmega328P），用于处理底层收集的防火门开关状态，烟雾浓度、温湿度、火光感应、水压、设备位置等数据。

（2）GSM/GPRS：采用A6模块，用于传送数据、位置信息至服务器。

（3）硬件网络模块电路如图3所示。

图2 基于物联网的智慧消防综合监管平台结构拓扑图

图3 硬件网络模块电路图

（4）常闭门磁传感器：采用常闭型干簧管，用于监控防火门开关状态，保障常闭型防火门处于关闭状态。

（5）烟雾检测模块：使用MQ-2 气体传感器获取烟雾浓度，用于火灾自动报警系统。

（6）温湿度检测模块：使用SHT3X 新一代Sensirion 湿度和湿度传感器，获取温湿度，用于火灾自动报警系统。

（7）水压传感器：用于监控消防栓水压，保障消防栓水压处于符合要求状态。

（8）主动红外摄影机：适用于光线比较昏暗的消防通道，用于监控消防通道是否被障碍物阻挡。

2.2 平台软件设计

本系统的软件设计分为三部分：

（1）Web后台管理系统

Web后台管理系统采用MySQL 5.7.21 进行开发，主要负责设备状态的查看、设备状态异常列表、日志管理、保修设备管理，其功能框图如图4所示：

图4 系统框图

（2）安卓移动程序

安卓移动程序主要负责查看设备的状态，接收异常报警信息，设备的保修，管理员信息的修改等。

（3）信息处理系统

信息处理系统通过建立一个TCP服务端接受设备的发送过来的设备状态信息，同时检测设备的状态是否正常，如果检测到异常则发出相应的异常，提醒管理员对设备进行处理。物联网模型是以“模库一体化”的形式收集高度真实的数字信息，在此基础上能够有效地整合和完善相应的设备参数，实现对工程和设备的有效监督监管。对于传统意义上的工程设计，能够对物联网支持下的信息更新及时有效的上传到移动终端上，管理人员根据相应的信息能够进行安全风险识别和判定，并且有效的采取相应的处理和整合手段，保证工程运行的稳定性和可操作性。

系统的软件设计：采用Web后台管理系统结合APP对消防设备状态的实时监测，能够随时查看消防设备当前的状态，及时对存在安全隐患的消防设备进行处理，以达到火灾发生时减少人员的伤亡。

3 结束语

本文所述的基于物联网的智慧消防综合监测平台将“智能化”消防和服务功能相结合，此平台主要有火灾自动报警、消防水源监控、消防设施监控、消防通道监控这四大系统以及火灾隐患管理和移动端在线实时远程监控，以此实现全方位、全覆盖的物联网监控，在线监督管理，智能化预警，远程监测，很好地帮助人们预防火灾的发生以及在发生时及时采取相应的措施，减少人员的伤亡。