基于物聯網GIS的消防智能巡檢系統設計與實現

徐海強++徐志標

摘 要對消防設施的智能化管理，可以體現出城市智慧化發展的水平，故為實現這一目標，可運用物聯網與GIS技術，構建一個消防智能的巡檢系統，并在實際管理中應用。該系統是利用多項技術，實現設備的分層管理并實時傳輸數據，提高設備的管理效率。

【關鍵詞】消防智能巡檢系統 傳輸層 RFID標簽

消防設施是城市重要的設施，為保證這些設施的使用，讓其安全運行，日常對設備進行巡視檢查至關重要，而為優化巡視檢查的效果，改變原有的方式，我們需引入物聯網、GIS等技術，進行設施的巡視工作，讓巡視工作向規范化、專業化轉變。

1 消防智能巡檢系統的設計

1.1 整體結構

基于物聯網與GIS技術構建智能巡檢系統，是根據不同部分的需求，用不同方式滿足。另物聯網的結構分為三層，包括感知層、網絡層與應用層，故智能巡檢系統會以這三個層次為結構，設計總體架構。

感知層：這一層負責的是水壓傳感數據的感知，包括傳感器的標識和信息采集，是系統的核心。其使用的傳感器硬件是RFID標簽、水壓傳感器等，運用的網絡是RFID和傳感器網絡。巡視員可以通過傳感器讀取并分析信息，與用戶建立交互。

傳輸層：這一層也是網絡層，負責各項數據的傳輸，為數據傳遞提供通道，其網絡有接入網與輸出網兩類。而網絡中的傳輸網包括兩部分，分別是公網與專網。

應用層：這一層會處理得到的信息，在交互界面中操作。它包含的小層是業務支撐層與網絡管理層，進行數據的處理、分析等操作，并把數據儲存在系統中相應的位置，為用戶提供個性化服務。

此外，各個層次間信息的傳遞是雙向的，由系統管理人員對其進行交互控制。而每一層都會傳遞不同的信息，包括RFID標簽、消防栓等。

1.2 系統功能

根據上述三層的介紹，可以總結出該系統具有的功能。其包括三部分，分別是維護消防栓的信息、巡視展示、分析數據。

（1）對于消防栓信息的維護，是用Android系統的終端，為每個消防栓設定一個編號，注冊后傳輸到服務端中，保存信息，或是直接登錄信息系統注冊。另其也業需要編輯消防栓信息。

（2）消防巡檢的展示是在終端上實現可視化操作，展示消防栓的狀態與周圍的環境，實現地圖的可視化。

（3）分析巡檢數據。它是把所有信息放到一個維度內，查看數據，完成數據的統計、分析工作。

2 消防智能巡檢系統的實現

該系統使用的關鍵技術是把管線分層管理，并根據空間位置的不同實現消防設施的優化管理，借助這兩種技術，讓系統在實際巡視中應用。即因為城市的消防管線多埋于地下，不易進行可視化操作，所以，該系統是在地圖的基礎上，融合不同的技術，構建消防管網，把不同區域的管線分層，同時，因為在物聯網內，任何一個物品都由它的時空特征，GIS技術的應用，可通過空間分析技術為系統提供時空信息。基于此，系統的操作是：

2.1 消防栓信息

消防栓信息的搜集是通過感知層完成，由巡視人員在現場完成巡檢工作。即由巡視人員編輯RFID標簽的信息，把標簽初始化后，把消防栓所在的位置錄入標簽中，并與周圍的消防栓建立關聯，具體操作是：終端與解讀器的連接裝置連接后，隨即確定設備的編號，并通過GPS系統自動獲取位置信息，待選擇所在的省市后，信息內容自動生產，接著這一數據借助藍牙的傳輸渠道傳輸到解讀器中，完成標簽內容的編輯。而用戶選擇注冊設備的同時，終端也會通過系統的后臺把信息傳送到系統的后臺中，后臺的管理系統隨機生成信息。另需要注意的是，當信息傳輸到服務端后，如果服務端檢測出其沒有注冊，會自動在系統中完成注冊工作，并把是否成功的信息傳回服務端。

2.2 消防設備的巡檢

它的工作是在感知層中完成，用手持終端度讀取信息。即在巡檢中，終端讀取消防栓信息的同時，也會讀取傳感器的數值，檢查外觀是否完好，待檢查結束后，把信息上傳到后臺，并隨著信息的采集實時更新數據。其具體操作包括四部分：

2.2.1 獲取消防栓信息

用解讀器解讀標簽，得到標簽內信息的變化與水壓值的大小，通過藍牙發送到終端頁，并向需要這個數據的其他頁面傳輸，另終端也會用HTTP通道把數據傳輸到后臺管理系統中。

2.2.2 獲取水壓值的基本信息

其是通過頁面的廣播得到廣播值，解析后得到水壓值。即在終端上顯示水壓值，并傳輸到后臺管理系統中。

2.2.3 獲取消防栓的外觀信息

巡檢員在巡檢中根據自己的判斷，從眾多選擇中選擇一個外觀形態，傳送到后臺管理系統中，在地圖上對應的位置做標記。

2.2.4 獲取巡檢時間

巡檢員工作時，終端自動記錄時間，并傳回后臺管理系統。

2.3 分析數據

移動終端和解讀器得到數據后，服務端會利用自身的故障分析與巡檢分析功能，充分分析數據。其中，前者是分析消防管線，根據各管線水壓值的大小判斷故障，后者是參照區域與時間的信息，分析某個時間段內每個區域巡檢的次數，為設備的維護提供依據。

2.4 系統使用的硬件設備

該系統使用的硬件設備包括水壓傳感器、RFID標簽、RFID數據采集器、采集智能整合終端等。其中，RFID標簽使用的微能量，把光能、磁能等作為能源，確保讀寫器體積不變的情況下，拉長標簽的讀寫距離，避免使用時受到限制，同時，數據采集器是用超小型的讀頭讀取，并運用藍牙、標簽喚醒等功能，用有線、無線的方式傳輸數據。

3 結語

基于物聯網與GIS技術構建的消防智能巡視系統，可以優化城市消防設施的管理，讓消防設施的巡檢向科學化、信息化轉變，做到綠色低碳，提高了數據的處理水平，使消防設置管理更具有效性。

參考文獻

[1]章偉聰，戴征武，楊立春.基于RFID技術的消防設備管理系統設計[J].浙江萬里學院學報，2013，26（01）：81-86.

[2]張梅紅.消防設施智能維護巡更系統的應用[J].消防科學與技術，2013，32（07）：766-768.

作者簡介

徐海強（1982-），男，浙江省蘭溪市人。大學本科學歷。現供職于金華市消防支隊助理工程師。研究方向為消防信息化。

作者單位

金華市消防支隊 浙江省金華市 321000