基于物聯網定位的消防滅火救援系統方案設計

侯鳴

(安徽省安慶市公安消防支隊，安徽 安慶 246001)

基于物聯網定位的消防滅火救援系統方案設計

侯鳴

(安徽省安慶市公安消防支隊，安徽 安慶 246001)

本文探討了基于 W i Fi以及 Z i g B e e的物聯網定位 技術的消防滅火 救援系統的構建 ，從消防設施感知模塊、人員狀態感知模塊、消防車輛和裝備定位感知模塊等七大模塊入手，對系統的功能設計進行了探究。希望通過本文的闡述，可以給相關領域提供一些參考。

物聯網定位；消防滅火救援系統；設計；實現

1 引言

火災是當前給人們財產和生命安全帶來嚴重危害的主要因素之一，其中，每年因為火災造成人員傷亡的案例不計其數。據公安部門調查統計，在2016年，我國一共發生火災次數為25萬余起，造成的人員傷亡數量為2000余人，直接造成的經濟損失為30.1億元。隨著我國社會的快速發展，人口密集度也持續升高，對于高樓林立的城市來說，如果出現火災，缺少完備的救援措施，造成的后果將不預而知。隨著人們的審美理念的逐漸提高，建筑的整體框架出現了變化，內部設計框架也比較繁瑣，給消防救援帶來了不小的難度，并且化工材料的大量應用，使得在火災出現時，生成大量濃煙和毒氣，這給救援提出了難題。因此，基于物聯網定位的消防滅火救援系統設計與實現是非常必要的。

2 物聯網定位技術

針對消防滅火救援系統中物聯網定位技術來說，其主要基于兩種技術，一種是 WiFi技術，另一種是 ZigBee技術。在這兩種技術的配合之下，實現目標定位和搜尋，同時結合智能調度系統，構建現代化的消防滅火救援系統。

2.1 WiFi技術

基于 WiFi網絡，實現信息的通信和傳遞。在消防滅火救援系統中，消防工作人員每人身上都安裝一個AP終端，可以實現其身份信息的尋找和掃描，再與已布設好的 WiFi路由器進行信息的交互[1]。AP 節點可以把收集到的檢測信息 ，傳入到某一信息框架中，運用 WiFi網絡，將其傳遞給消防監控中心。經過對現場數據與提前采集的數據進行比較，運用指紋定位算法可準確地找出消防人員的具體位置。

2.2 ZigBee技術

基于ZigBee網絡對救援現場的建筑內部進行密集布網，實現人員的精確定位。網絡中設有多個ZigBee節點，與采集環境數據的傳感器相連，再利用 WiFi的定位信息與 ZigBee靜態節點的位置信息相結合，實現對消防工作人員的準確定位，同時可以通過無線網絡實現消防人員與服務器的信息傳遞。

3 基于物聯網定位技術的消防滅火救援系統設計

本文所設計的消防滅火救援系統主要包含7大功能模塊：消防設施感知模塊、人員狀態感知模塊、系統管理模塊、樓層地圖管理模塊、定位模塊、智能調度模塊，以及消防車輛和裝備定位感知模塊。

3.1 消防設施感知模塊

(1)感知火災報警子系統

針對已經安置火災自動報警裝置的企業來說，我們主要對警報主機接口進行分析，查看接口種類是否滿足信息收集需求，假設滿足 RS232接口需求，則可以實現信息的收集和分析。運用BCD 模塊將各個協議轉變成自定義的信息傳遞給通信服務中，再通過管理平臺終端軟件顯示信息。系統框圖見圖1：

圖1 感知火災報警框圖

(2)電氣火災監控感知子系統

針對已經安置電氣火災監控感知系統的企業來說，通常情況下，該系統的主機主要安置在消防部門中。在進行監控的過程中，只要在其中安裝一個二級 BCD 模塊，就可以實現對主體串口信息的收集[4]。當前 ，我國大部分電氣監控設備廠家都設置了外部信息接口。即使在沒有串口信息的情況下，也可以處于連接開關量狀態。

(3)室內消防水感知子系統

該系統主要運用壓力傳感器、水位傳感器以及溫度傳感器等對消防栓以及消防噴淋系統管道中的壓力以及消防水箱中的水位和溫度實現測量。

3.2 人員狀態感知模塊

人員狀態感知模塊主要實現人員的AP管理，其可對所監測范疇內的AP進行增加、修改、刪除以及查詢等操作，還可以對AP在線狀況進行查看，如果某一區域的AP出現故障，則可觸發警報提醒相關工作人員。如果出現緊急狀況，可以提取附近AP所連接用戶的智能終端信息，發送應急逃生方案。該模塊還可以幫助顯示消防工作人員在現場的行動軌跡和身體狀態，讓滅火救援指揮中心實時掌握消防工作人員工作情況，從多方位的角度指引消防工作人員的行動。

3.3 系統管理模塊

該模塊主要由數據庫備份和恢復、用戶管理、權限管理、個人信息管理等多項內容組成，實現了對不同用戶權限管理以及數據管理，確保系統的安全性。

3.4 樓層地圖管理模塊

要想實現精準的定位，就要對樓宇結構有所了解，該模塊可以實現樓層地圖的新增、編輯、查找等功能，在查看用戶行走路徑時，可以在樓層地圖中標記用戶的具體位置[6]。

3.5 定位模塊

此模塊是本系統的核心部分，結合上一節的技術分析，本模塊是基于 WiFi與 ZigBee 聯合物聯網定位技術 ，由 Zig-Bee節點采集數據，通過 WiFi進行信息交互，結合指紋算法實現人員的準確定位。定位流程見圖2：

圖2 在線定位

3.6 智能調度模塊

智能調度模塊的主要作用是為消防人員提供精準、安全的救援路徑、可視化指導以及發揮調度功能。

其實現過程是，首先，對消防人員進行定位，通過服務器接收消防人員AP終端信息，準確了解其所在的位置信息。當指揮部門接收到人員定位信息后，結合建筑內部框架圖，進行信息分析，從而給消防工作人員提供精準的救援路徑[2]。消防人員通過智能調度系統實施救援工作 ，在此過程中，系統對消防人員進行全程定位跟蹤，及時修改和調整救援路徑，從而保證救援路徑更安全、更合理。

3.7 消防車輛和裝備定位感知模塊

實現消防車輛和裝備定位是開展消防工作的主要內容。在此基礎上，可以采用物聯網技術，在關鍵的消防設備和水源位置等安裝無線通信設施，同時與監測系統進行連接，從而實現對消防設備工作情況的監測。此外，還可以運用車輛行進路線北斗定位方式，快速找出火災附近的消防設施，保證救援工作快速啟動，減少查找消防設施的時間，提升救援效率。

4 結束語

隨著物聯網技術的發展和成熟，將其運用到消防滅火救援系統中，可以起到重要的作用。本文探討了基于物聯網定位技術的消防滅火救援系統的構建，從七大模塊入手，對系統的功能設計進行了探究。希望通過本文的闡述，可以給相關領域提供一些參考。

[1] 沈雪微，馮 寧 ，張玲玲，等 ． 以 W i Fi和 Z i g B e e聯合定位 的 消 防 滅火救援系統[J]．物聯網技術，2015(01)：32-35．

[2]馮寧，李世成，蔡東洋，等．基于物聯網定位的消防救援系統設計與實現[J]．物聯網技術，2015(04)：15-17+19．

[3] 黃秋霞．基于 W IFI定位的消防救援系統軟件設計[J]．計算機時代，2016(07)：5-7+11．

[4] 陳能成，李丹丹，肖長江，等．基于物聯網 G IS 的消防智能巡檢系統設計與實現[J]．地理信息世界，2016(04)：71-75+80．[5]王素鋒，白曉梅，王濱．智慧消防救援車聯網系統設計與實現[J].信息系統工程，2016(10)：74+76．

[6]杜遠坤，王磊．基于物聯網的無線實時定位系統的設計與實現[J].現代電子技術，2016(24)：79-82+87．

Scheme Design of the Firefighting and Rescue System Based on the Internet of Things

Hou Ming
(Anqing Municipal Public Security Fire Brigade,Anqing 246001,Anhui)

This paper discusses the construction of firefighting and rescue system based on the Internet of things technologies.It designs and implements the functions of system from seven aspects:fire facility sensing module,personnel status sensing module, fire vehicles and equipment positioning and sensing module,and so on.It is hoped that this paper can provide some reference for the related fields.

Internet of Things;firefighting and rescue system;design;implementation

TU998.1；TP391.44；TN92

A

1008-6609(2017)05-0062-02

侯鳴（1978-），男，安徽安慶人，本科，工程師，研究方向為消防通信和計算機技術。