物聯網在建筑物消防安全中的應用

安一寧

摘要：近些年來，我國建筑行業發展勢頭迅猛，建筑經濟在整個國民經濟體系中扮演著十分重要的角色。對于建筑物而言，消防安全問題十分關鍵，其直接影響著居住者或流動人口的生命安全，因此，做好建筑物的消防安全工作變得極為重要。新時期，伴隨著信息技術與科學技術的不斷革新，物聯網不斷衍生，將其應用到建筑物消防安全之中是正確選擇，能在建筑物受到安全威脅時，及時響應、預警并進行消防急救，能大大減少經濟損失與人員傷亡。對此，本文就物聯網在建筑物消防安全中的應用展開了相關的分析與研究。

關鍵詞：物聯網;建筑物;消防安全;應用

Abstract： In recent years， China’s construction industry has developed rapidly， and the construction economy has played a very important role in the entire national economic system. For buildings， fire safety is critical， which directly affects the lives and safety of residents or floating population. Therefore， it is extremely important to do a good job of fire safety in buildings. In the new era， with the continuous innovation of information technology and science and technology， the Internet of Things is constantly being derived. It is the correct choice to apply it to building fire safety. When the building is threatened by safety， it can respond， warn and give first aid in time， which can greatly reduce economic loss and casualties. So this article analyzes and studies the application of the Internet of Things in building fire safety.

Keywords： Internet of Things; building; fire safety; application

一、前言

如今，大部分建筑物上都安裝了火災自動報警系統、消火栓系統以及自動噴水滅火系統等設施，其在很大程度上可以發揮火災預警的作用。此類設施在探知、撲滅火災等方面優勢明顯，能大大提升建筑物的火災抵御性能，以保證建筑物的消防安全，從而保證人們的生命安全與財產安全。

然而，經過時間的推移，消防設施超期服役、老化等問題突出，再加之由于人為原因對相關消防設備的管理不到位，對自動報警系統的維護不夠，或者是設備或系統發生故障時未及時維修，使得系統處于帶故障運行，會嚴重影響消防設施的應用效率。面對該問題，企業可將物聯網的相關知識滲透其中，構建消防設備遠程監控系統，主要實現對城市建筑物中的消防設備開展實時化的監控。

在保證原本建筑消防設施運行的條件下，可將消防設備的基本運行情況通過網絡平臺傳輸至城市的消防監控與管理中心，主要對消防設備的基本運行情況進行實時化監控，以實現對消防設備的全方位管理。

二、物聯網技術的相關概述

（一）物聯網的概念與發展

物聯網（如圖1）主要是建立在互聯網的概念之上，主要是一種網絡概念，它不斷地將用戶終端擴展和擴展到項目以及項目之間，以實現信息通信和交換。具體而言，物聯網基于各種信息傳感設備，例如射頻識別，全球定位系統，紅外傳感器和激光掃描儀。根據相關協議，將物品有效地連接到Internet上以實現信息通信和交換，以實現智能定位、識別、監視、反跟蹤和管理的網絡概念。

2005年，國際電信聯盟（ITU）發布了“ITU2005互聯網報告：物聯網”，該報告曾指出，物聯網時代即將到來，世界上的物體均可通過因特網主動進行交換[1]。

（二）物聯網技術的基本特征

物聯網主要是從應用角度出發，借助無線通信網絡、互聯網等平臺把用戶的終端設備進行聯網，以形成了一個終端物品信息實時化共享與互換的網絡結構。與傳統的互聯網系統相比，物聯網的特征更加明顯。

1.物聯網使用各種傳感技術

在物聯網上部署了各種類型的傳感器，每個傳感器都是重要的信息源。傳感器的類型不同，捕獲的信息的格式和內容也不同。傳感器獲得的數據是實時的，它會根據相應的頻率定期收集信息，從而不斷更新數據和信息[2]。

2.它是一個基于Internet的無處不在的網絡

對于物聯網，互聯網是其重要的基礎和核心。它主要通過各種有線和無線網絡與Internet集成在一起，因此相關信息可以實時傳輸。同時，物聯網不僅提供傳感器的連接功能，還具有一定的智能處理能力，可以智能地控制對象。物聯網主要是把傳感器與智能處理進行緊密的結合，借助模式識別、云計算等職能技術來對應用領域進行有效的擴充。從傳感器獲得的海量信息中，工作人員可選擇出那些有價值的數據加以處理、加工與分析，旨在使用用戶不同層面的需求，進而逐步發現新的應用模式與應用領域。

（三）物聯網的技術架構

從技術架構層面來看，物聯網主要分為感知層、網絡層與應用層[3]，如圖2所示。

1.感知層

主要是由傳感器網關、各類傳感器而構成的，包括溫度傳感器、CO2濃度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、GPS、攝像頭等感知終端[4]。一般來講，感知層就相當于人的皮膚、眼睛、耳朵、鼻子與喉嚨等神經末梢，其是物聯網識別物體、采集信息的重要來源，其主要的功能就是識別物體與采集信息。

2.網絡層

是由互聯網、私人網絡、有線與無線通信網絡、云計算平臺與網絡管理系統而組成的，其代表著人的大腦與神經中樞，主要負責處理與傳遞感知層所獲取的信息。

3.應用層

是物聯網與用戶的重要接口，其要充分結合行業的基本需求，從而實現對物聯網的智能化應用[5]。

（四）物聯網的核心與關鍵技術

從本質上來講，物聯網主要是以網絡技術為基礎建立起來的，主要是將互聯網技術、寬帶接入傳輸、無線通信進行有效的結合，進而形成了一個寬帶移動的互聯網系統，然后再與物品進行聯系，就形成了物聯網。由此可見，物聯網中所涉及的技術比較多。

當下，物聯網的核心技術主要有RFID技術、傳感器網絡技術、感知節點與終端技術、業務支撐與智能處理技術[6]。在諸多技術中，RFID技術是最為關鍵的技術，其主要是利用射頻信號通過空間耦合來達到無接觸信息傳遞，并且通過所傳遞的信息來實現目標識別與數據交換，該過程不會受到環境的干擾，具有非接觸、無磨損、壽命長、數據讀取速度快、使用便捷等多種優勢。此外，RFID技術還具有防沖突功能，可對多張卡片進行同時處理。

三、物聯網在建筑物消防安全中應用的必要性

而今，伴隨著我國經濟的高速發展，城市化進程在逐步推進，諸多高層、大型、地下等建筑類型不斷涌現，且此類場所大部分以商場為主，聚集的人員多、財產高、物資多，容易引發火災。以往人為消防管理的模式與靠外部救援的方式無法滿足當下的需求。盡管當前實現了消防設備的自動化，但是由于多種因素的影響，使得城市建筑物的消防設施執行效率不高，嚴重影響消防救援質量。

面對此種問題，開發人員應做到與時俱進，將現代信息技術、科學技術與消防設施管理充分結合起來，打造新型的消防設備電子監控系統，主要是對建筑物匯中的消防設備開展遠程的實時化監控，能及時了解消防設施的基本運行狀態、是否存在故障等，一旦發現問題，可及時通知相關部門進行維修或處理，以便讓消防設備恢復到正常狀態，隨時處于待命狀態。

在此種情況下，建筑物中一旦發生災情，消防系統可以快速啟動，能大大節省時間，能大大提高營救質量，將各項損失與傷害降至最低。消防物聯網是提高建筑物消防安全管理水平與火災防控的重要舉措，也能提高政府部門的公共消防服務水平[7]。

同時，相關部門應重視對消防物聯網的深度研發與應用，以實現對消防安全的集中化管理與網絡管理，實現自動火災報警系統與監控系統實現胡同，形成火災自動報警與監控管理系統，主要是借助安防視頻的監控設備來掌握火災現場的實況，把探測報警系統與通信指揮、消防監管、滅火救援等進行有機的結合，進而更大程度上提高救援質量。因此，將物聯網應用到建筑物消防安全中具有必要性。

四、物聯網在建筑物消防安全中的應用

以物聯網為基礎開展建筑物消防設施設計工作，應做到以安全為基礎，通過物聯網技術來實現對消防設施的智能化監控與管理。一般來講，建筑物中的消防設施主要有消防泵、消火栓、消防噴淋、煙感、安全疏散標志、溫感以及消防安全門等。消防設施能夠可以正常的使用直接影響著火災撲救效果，怎樣確保消防設施處于良好的運行狀態，必須要對消防設施進行再三的檢查與落實，以避免出現疏漏，以求為險情救援時刻做好準備。以下我們就基于物聯網的建筑物消防安全系統設計進行闡述。

（一）打造消防安全系統

消防安全系統主要是由網絡層、應用層與感知層而組成的。感知層主要是由各種具有一定感知性能的設備組成的，如攝像頭、GPS、M2M終端、傳感器網關與傳感器網絡等[8]。此類設備可以安裝到監測區域或潛入到消防設備與消防用具之中。傳感器主要是更好的感知與識別物體，對消防設備的基本情況進行采集與捕捉，還要及時執行相關的命令。例如，工作人員可為建筑物安裝上報警監控設備、火警感應裝置與自動滅火裝置;為消防車安裝上感壓與GPS定位傳輸設備，主要是及時獲取車輛的出水流量、壓力與速度等相關參數，進而及時向監控中心輸送數據;在消防頭盔上安裝傳感器與集成芯片。

通過物聯網技術能使得消防員、消防車與消防指揮中心實現聯絡的暢通性與交互性，能達到遠程監控、實時傳輸現場數據、定位消防員的生命體征等的效果，以便實現統一救災與指揮，也能大大提升消防員的自我保護能力。

網絡層主要是通過有線或者無線網絡把感知層所得到的險情隱患數據傳輸至應用層，還要把應用層的具體消防指令及時傳回到感知層。應用層主要包含防火重點部門、消防部門、管理人員與火災工作人員的整個信息化系統。由于應用層所涉及的內容比較，所以操作起來也相對較難。

1.對于現場的滅火器、消防栓等相關的滅火設施實施RFID電子標簽管理模式，這就需要做好實時查驗、定期保養與隨時的測試。

2.消防監控中心要和各個重點監測站、各樓層等實現點對點的通信，還要通過一定的消防對講機與消防廣播的方式來與119報警中心、消防中隊取得聯系，此時，消防中隊則是通過遠程控制方式來啟停消防設施，以便實現緊急出警。

3. 消防監控中心需要同步通知可能處于火災的人員及其家屬火災的實時情況，并指導被圍困人員相應的逃生通道。

（二）科學設計系統功能

通常來講，物聯網的主要功能主要表現在應用層方面，因此，建筑物消防安全系統（如圖3）的功能就是針對應用層的實際需求來進行設計，應用層主要涉及消防管理部門、監控指揮中心以及建筑物等。為獲得理想的效果，系統功能設計需要充分結合不同用戶的實際需求。對于整個消防安全系統而言，監控指揮中心是整個系統的中樞，消防監控中心用戶能夠使用與配置系統內的全部信息與數據，其主要的功能表現為火警實時監控功能、聯動視頻監控功能、地理信息系統定位功能、消防值班人員巡查功能、消防設備管理與監督功能以及安全管理信息查詢功能。

消防管理部門既要及時獲取相關的火警信息，以便及時安排出警，還能使用消防安全系統平臺來監控建筑物的自身消防安全管理狀況，能大大提高消防監控的有效性。消防管理部門的主要功能有食品監控、實時火警聯動、設備管理與監督與安全管理信息查詢功能。

建筑物是消防服務的主要受益者，也是重要的監控對象，通過消防安全系統來管理值班人員的考勤情況，及時查看消防設施的基本運行情況，不斷學習最新的消防業務知識，進而提高消防安全管理水平。具體來講，建筑物使用功能主要表現為考勤管理、安全管理信息查詢、消防業務學習查詢以及設施管理功能。

（三）實現系統的不斷升級

1.在疏散人員時，工作人員可選擇RFID技術來開展井然有序的救援。

2.借助無線傳感網絡來對救援人員開展迅速移動定位與狀態監測，同時，救援人員還要結合建筑物各個場地的實際情況，選擇重要區域來自主投放一些輔助性定位設施，是提高定位精度的重要途徑。

3.工作人員應重視對智能火災探測器的設計，要求此類探測器可以實現早期的火災預警，能快速的將重要數據上傳并儲存，還要具備誤報率的功能。

救援人員可以在救援現場借助空中接口實現數據的無線提取，以更好的分析災情，監控中心以監控截面的形式對災害區域開展危險分區，進而提高指揮與救援的實際效率。

五、結束語

綜上所述，為順應時代的發展趨勢，建筑行業應做到與時俱進，在消防工作上給予高度重視，對以往的消防系統進行升級，借助物聯網技術來控制與管理消防設備，能大大提高消防設備的管理效率，也就能更大程度上確保消防安全。物聯網技術在建筑物消防安全中的應用，是時代發展的必然產物，也是時代發展的必然要求，通過物聯網實現對消防設備的遠程實時監控，能及時了解消防設備的一切情況，以便發現問題及時完善，使得消防設施始終處于準備狀態，這樣一旦發生險情，消防人員可及時做出反應，可大大提高救援效率。

參考文獻：

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