基于物联网技术的消防系统的构建

摘要：结合当前智慧消防系统发展趋势，开展以物联网技术为载体的智慧消防系统设计，提升城市消防救援效率。基于此，本文以物联网消防系统构建为研究对象，分析开展物联网智慧消防系统建设的必要性，重点阐述系统架设情况，将系统划分为三部分，各个层级将硬件设备利用GPRS无线网络完成互联网连接，为了提升系统数据响应精度，保证设备容错技术落实到位，保证物联网消防系统运行效果，推动我国城市消防事业稳步发展。

关键词：消防系统；物联网技术；系统构建；实际应用

智慧消防系统在城市发展中占据非常关键的地位，其具有独立运行的能力，高质量完成城市火灾探测以及开展灭火救援作业。智慧消防是以网络为载体，借助物联网技术优势，将系统设备与网络连接，构建数据信息高质量交互通信的形式，运用智能化技术手段，对火灾现场完成预警、识别、定位、跟踪等手段。以物联网技术为载体，提升城市消防管理质量，实现智能化实时监控，因此，开展物联网消防系统设计分析，充分发挥出智慧消防运行作用。

一、物联网技术在消防系统中应用的必要性

互联网通过协议约定实现消防系统智能化管理，满足当前城市智慧消防工作需求。在智能消防系统建设中，物联网技术发挥着关键的作用，以远程消防监控功能为例，以物联网技术为依托，智能化控制消防监控设备，消防人员基于设备数据掌握火场监管情况，提升城市消防工作质量以及效率。另外，物联网技术的限制性较小，能够适应恶劣环境，在火场灭火作业中，基于传感器设备掌握消防员身体指标，指挥中心实时追踪消防人员的提升状态，提升城市消防灭火安全性。因此，在智慧消防系统发展中，物联网技术至关重要[1]。

二、物联网技术下消防系统设计分析

在信息时代发展背景下，现代化技术应用范围不断扩大，在消防事业建设发展中，积极与现代化技术融合，打造信息化消防系统，提升消防工作质量以及效率。现如今，消防安全要求指标提升，在救援期间保证人员安全，大力发展智慧消防建设，如火灾防控自动化、消防管理智能化等等。为了进一步推进消防系统信息化发展进程，强化物联网技术的应用，打造智慧消防系统，提升消防救援的安全指数。智慧消防是新时代消防事业发展方向，具有现代化、智能化的特点，在原有消防系统基础上应用物联网技术、大数据技术、云计算等现代化技术手段，全面掌握消防现场的实际情况，提升数据传输以及共享的速度，保证城市消防灭火质量以及效率[2]。

（一）系统结构

在物联网消防系统设计中，基于功能性结构将其划分为应用层、通信层、感知执行层，如下图一所示。首先，系统应用层是由监控中心以及智能收集设备构成，在系统运作中发挥出自身的作用，保证物联网消防系统功能性安全。监控中心具有管控的作用，监测物联网消防系统运行情况，一旦系统出现异常情况，监控中心第一时间发出预警信号，联动信息查询、修改、打印功能，接收火灾现场数据信息，在经过系统自动判断后，发出救援指令。而智能收集与系统连接，用户能够及时接收到火灾消防信息，一旦发生火灾情况，触发智能报警系统，通知用户的同时自动拨打物业或火警电话，等待救援。通信层主要负责系统数据传输，以INTERNET有线、GPRS无线传输为主，将物联网消防系统应用层与感知执行层串联起来，实现数据信息双向互动。为了降低物联网消防系统架设成本，有线网络采用超五类双绞线或光纤，特殊布线困难的位置采用无线传输[3]。

（二）系统硬件配置

（1）监控主机

该系统监控主机为PC服务器，主频设置为2.4GHz、500Gb硬盘，INTEL双核、带刻录DVD，带串口和并口以及液晶显示器。操作系统为windows7，物联网消防系统主界面设计简洁，便于技术人员操控。监控主机的功能为处理消防信息，同时，能够监控设备信息[4]。

（2）传输网络

传输网络分为有线传输以及无线传输，其中，有线传输通过50Mb带宽光纤连接至系统主界面。而GPRS无线数据传输由客户端、数据传输终端、GPRS网络、服务器端软件构成，客户端通过RS232串口达到控制数据传输终端，再将采集的数据信息上传至GPRS网络中，通过服务器转换将数据引入INTERNET网络中，在服务器端接收到信息后，通过大数据处理上传至数据库中。

（2）火灾报警控制器

当前，我国火灾报警控制器分为区域报警、集中报警、中心报警三种类型。首先，区域火灾报警控制器的警戒范围固定在某一区域范围内，报警器安装在值班室墙上，区域火灾报警控制器底部与地面高度在1.3m—1.5m，同时，安装位置需要在门轴侧面墙的0.5m以内，正面操作空间在1.2m以内[5]。其次，集中火灾报警控制器需要显示报警位置以及控制信号，实现消防联动控制，通常，集中火灾报警控制器安装在消防控制室或值班室内。控制中心报警控制器是大型消防联动报警器，需要连接将集中火灾报警控制器、消防联动控制设备以及区域火灾报警控制器连接起来，系统中显示火灾现场的报警位置以及相关联动数据信号。

在物联网消防系统设计中，采用柜式JB-QGZL-GK603火灾报警控制器组建联动型集中火灾报警系统，集中火灾报警控制器为PHIL-IPSARM7微处理器以及实时时钟等零件，回路传输设置为RVS-2×1.5mm2-48/0.2双色双绞线，回路电阻设置为30Ω[6]。系统电源线采用RVS-2×2.5mm2双色多股软线，接地电阻在4.0Ω以内。集中火灾报警控制器通过CAN总线连接网络，实现集中火灾报警控制器数据共享传输。

（4）火灾探测器和执行机构

火灾探测器能够检验火灾现场的实际情况，在将探测的数据信息回传至会在控制器中，实现物联网消防系统联动。当前火灾探测器分为感烟式、感温式、感光式、复合式、可燃气体式探测器等，不同类型探测器的适用的场景存在差异，同时，火灾发生阶段探测器触发效果也不同，因此，在物联网消防系统架设期间，要结合实际情况，选择适当的火灾探测器。例如，在小区地下停车库以及楼梯间部位，选择海湾JTY-GD-G3光电感烟火灾探测器效果较好；设备间采用海湾JTW-ZCD-G3感温探测；卧室采用海湾JTY-GF-GST103/B独立感烟探测器；厨房采用海湾GST-BT002M点型可燃气体探测器。执行机构是基于火灾发生地点，自动触发消防泵以及喷淋装置，为消防灭火奠定水源基础[7]。

（三）系统的软件流程

物联网消防系统为采用双向通信设置，系统服务器端接收数据后下发运行指令，探测器将火灾现场探测的数据回传至系统中，为了保证探测数据的真实可靠性，数据回传中采用BBC校验码验证，同时开展软件容错技术，避免骚动引发消防探测器报警。系统监控主机ID码设置为0，同时火灾报警控制器配备大于0的ID码。监控主机与火灾报警控制器通过协议完成通信，所发布的信息中含有控制器的ID码，通过ID控制器接收并核验数据信息，完成信息验证判断工作。当控制器设备的ID码为0时，所有的控制器均会接收到信号，并及时发出预警广播。火警探测器发送火灾信息中涵盖火灾地址编码以及火灾发生时间，在故障报警事件中信息涵盖故障地址编码以及故障情况信息。

物联网消防系统响应设置为两种模式，实际响应以及等待响应，实际响应是系统接收到报警信号后，立即发送至PC机中，等待响应就是接收到报警信号后，数据需要显示停留在数据库中，在控制主机查询时发送火警信号。火灾探测器软件应用流程如图二所示[8]。

三、智慧消防系统中物联网技术的有效应用

（一）预警自动化

（1）消防水源

水源是消防的重点，稳定水源供给能够提升消防救援的速度，降低火灾产生的不良影响，在智慧消防系统运行中，发挥物联网技术的作用，打造智能化消防水源控制系统，提升消防水源稳定性，提升火灾控制效果。首先，将传感器设备安装到消防水源管道、消防栓等部位，实时监测消防水流以及流量等数据信息，全面掌握消防水源的实际情况，也是促进智慧消防发展的关键。在实际建设中，融合虚拟地图，建设可视化消防水源信息，结合GPS技术与GIS技术，提升消防水源定位识别精度，通过软件设备查询可靠的水源数据详细，为后续消防救援作业开展奠定基础[9]。

（2）消防设施

消防设施也是火灾救援、灭火的关键，设施种类较多，如安全疏散指示牌、消防栓、应急灯、卷帘门、烟感器等等，保证消防设施保持健康稳定的状态运行，在突发火灾事件中发挥消防作用。以智慧消防系统为核心，构建智慧消防设施数据库，实时监控消防设施运行情况，定期将消防设备运行数据上传至数据库中，技术人员基于传回数据进行汇总分析，发现故障风险及时维护，保障城市消防作业安全开展。

（二）指挥智能化

（1）身份识别

在城市消防救援工作中，受街道以及地区因素的影响，救援人员火灾地点锁定效率较低，严重影响消防救援工作质量。为了提升城市消防救援效率，强化物联网技术应用，构建智能化身份识别系统，开展城市建筑项目分层管理，将城市建筑项目结构、改造数据、消防设施、消防水源等纳入系统中，提升消防救援效应速度。同时，在火灾现场安装温度感应器，掌握救援区域温度以及位置，结合实际优化消防救援方案。

（2）参战力量调度

消防救援将会投入大量的车辆、人员、装备、设施等等，保证参战力量调度质量，强化资源利用率，加强各个部门人员配合，才能达到智慧消防工作效果。以物联网技术为基础，完成智慧消防救援信息转化，统一调度消防车辆、消防人员、消防设施装备等。在参战力量调度期间，融合身份识别技术，在全面了解火灾基本信息后，能够正确预估火灾发展走向，制定救援方案，优化资源配置，保证救援决策的可行性[10]。

（3）人员监控

城市消防的复杂性以及危险性较高，在实施救援期间容易受不可控因素的影响，造成经济损失以及人员伤亡。在智慧消防系统发展背景下，更加重视救援的安全性，积极应用物联网技术，对救援人员开展智能化身体指标检测，数据直接连接系统后台，检测消防人员的生命体征，为消防救援调度提供详细的数据信息。通过传感器设备以及监控设备，监听消防作业人员的呼吸、心跳、血压，一旦数据发生异常情况，后台监控系统自动发出预警信号，提升消防人员以及后勤部门警觉，保障消防人员的生命安全，满足智慧消防发展要求。

结束语：

随着我国经济发展，智慧消防系统建设发展是未来发展的方向，将物联网技术与消防系统构建融合，为系统提供全面精准的数据信息，提升消防系统运行智能化，发挥出城市消防工作质量以及效率，保障设备稳定发展。基于智慧消防发展要求，借助物联网技术优势，优化系统结构设计，提升灭火、后勤、预防智能化运行效果，加快我国消防事业改革脚步。

参考文献：

[1]黄广国，晋广庆，胡志诚.物联网技术在智慧建筑消防工程中的应用研究[J].物联网技术，2023，13（03）：122-124.

[2]季蓉蓉.物联网技术在文物古建筑智慧消防平台中的应用研究[A].中国消防协会学术工作委员会、中国人民警察大学防火工程学院.中国消防协会学术工作委员会消防科技论文集（2022）[C].：中国消防协会学术工作委员会，2022：401-403.

[3]王凯.基于物联网技术的上海地铁车站智慧消防建设[J].数字技术与应用，2022，40（06）：192-194.

[4]许维明.物联网技术下智慧消防在建筑防火检查中的应用研究[J].中国新通信，2022，24（05）：105-106+136.

[5]刘晴.“智慧消防”建设过程中物联网技术的有效运用[J].消防界（电子版），2021，7（20）：61-62.

[6]陈翔锋.基于物联网技术的智慧消防在崇明农村地区的应用探讨[J].今日消防，2021，6（09）：28-30.

[7]赵志忠.物联网技术在社会消防安全管理中的要点分析[J].今日消防，2021，6（06）：131-132.

[8]王宇.物联网技术发展及在“智慧消防”领域的应用[J].数字通信世界，2021，（06）：190-191.

[9]黄洪武，谭贝贝，朱齐媛.基于物联网技术的高校消防系统的设计[J].高校后勤研究，2019，（06）：40-43.

[10]杨启尧，葛泉波.物联网技术在智能无线消防系统中的应用[J].消防科学与技术，2014，33（05）：552-555.