基于IoT的智慧消防安全云服務平臺構建與應用研究

摘要：隨著物聯網技術的迅猛發展，將其應用于消防安全領域具有重要意義。文章首先闡述了基于IoT的智慧消防安全云服務平臺構建與應用的研究現狀。其次，分析了目前消防安全云服務平臺的功能需求。最后，以基于IoT的智慧消防安全云服務平臺為例，討論了基于IoT的智慧消防技術。希望可以為智慧消防安全云服務平臺的構建與應用提供參考。

關鍵詞：IoT；消防安全；云服務平臺；構建與應用

Research on the Construction and Application of Intelligent Fire Safety Cloud Service Platform Based on IoT

MA Guanghui

（Chongqing Telecom System Integration Co.， Ltd.， Chongqing 400042， China）

Abstract： With the rapid development of Internet of Things technology， it is of great significance to apply it to the field of fire safety. The article first elaborates on the research status of the construction and application of an IoT based intelligent fire safety cloud service platform. Secondly， the functional requirements of the current fire safety cloud service platform were analyzed. Finally， taking the IoT based intelligent fire safety cloud service platform as an example， the IoT based intelligent fire technology was discussed. I hope to provide reference for the construction and application of a smart fire safety cloud service platform.

Key words： IoT; fire safety; cloud service platform; construction and application

隨著物聯網（IoT）技術的飛速發展和廣泛應用，智慧消防安全成為人們關注的焦點和迫切需求。火災作為一種突發性、具有毀滅性的災害，對人們的生命財產安全構成巨大威脅。因此，構建一種基于IoT的智慧消防安全云服務平臺，以提高火災預防和響應的效率和可靠性變得至關重要。本文將探討如何搭建與應用基于IoT的智慧消防安全云服務平臺。基于IoT的智慧消防安全云服務平臺具有巨大的市場潛力和應用價值。它不僅可以提高火災預防和響應的效率，減少火災事故的發生和損失，而且可以為消防部門提供決策支持和資源調度等方面的幫助，提升整體的災害應對能力。

1" "基于IoT的智慧消防安全云服務平臺概述

1.1 IoT技術

物聯網（Internet of Things，IoT）是指通過互聯網連接和通信，將物理世界中的各種智能設備、傳感器、對象和系統等相互連接，實現數據的交互和智能化的網絡[1]。它是一種將現實世界與數字世界相融合的技術體系，可以實現設備之間的互通、信息的共享和智能化的決策。物聯網的基本原理是通過各種傳感器、嵌入式芯片和通信技術，將物理世界中的實體對象與互聯網相連。這些物聯網設備可以是各種智能家居設備、智能穿戴設備、工業傳感器、汽車、機器等。這些設備可以感知和采集環境數據，如溫度、濕度、光照、壓力等，并通過互聯網進行數據傳輸和通信[2]，如圖1所示。

IoT智慧消防安全云服務平臺提供了一個基于物聯網技術構建的一種綜合性解決方案，通過傳感器網絡、數據傳輸和云服務器等技術手段，實現對消防設備、環境和火災風險的實時監測、預警和管理[3]。該平臺能夠提供火災風險評估、火災預警、實時數據分析、應急響應等功能，為消防部門、單位和個人提供全方位的消防安全管理和應急支持，以降低火災風險、保障人員生命財產安全。

2" "消防安全云服務平臺的功能需求

2.1 市級消防安全監管平臺需求

市級消防安全監管平臺是信息傳遞發布的重要環節，要匯聚市公司和各區縣消防公司消防安全數據，集成消防安全管理一張圖、消防遠程聯網管理、消防安全態勢分析、消防智能研判和消防數據管理等核心功能，實現對消防整體情況的日常監管、數據統計分析和監測值守，支撐市公司對全市的整體消防安全態勢進行宏觀掌控。具體應用需求如下。

（1）實時數據監測和分析。平臺應能接收來自各個單位和設施的消防相關數據，包括傳感器數據、火警報警信息等，并能實時監測、分析和處理這些數據。

（2）火災預警和報警。平臺應能根據數據分析結果和預設的火災風險模型，發出相應的預警和報警信息，提醒相關人員和機構采取必要的應對措施。

（3）信息共享和協作。平臺應提供信息共享和協作功能，使不同部門、單位和機構能夠實時共享消防安全數據、交流經驗，并進行聯合處置等。

（4）統計與分析報告。平臺應能生成消防安全的統計數據和分析報告，為相關決策提供參考依據，為市級消防安全監管工作制定決策和進行監管評估提供支持。

2.2 單位消防管家軟件系統需求

建立單位消防管家軟件模塊，包含Web端和App端，為各分公司提供便捷、智能的消防安全管理工具，解決分公司自身消防安全管理問題。其核心功能包括單位消防安全運行整體視圖、日常消防管理、巡檢巡查、隱患上報、維保管控等，實現單位火災防控智能化、工作執行流程化、量化考核痕跡化。具體應用需求如下。

（1）消防設備管理。單位消防軟件應能管理和維護消防設備的基本信息、巡檢記錄、維保計劃等，以確保設備的正常運行和有效維護。

（2）火災風險評估。軟件應能根據單位的特定情況和消防安全標準進行火災風險評估，并提供相應的改進建議和預防措施。

（3）消防演練和培訓。軟件應支持單位進行消防演練的計劃安排、實施記錄和評估分析，并提供在線培訓和知識庫功能，提高員工的消防安全意識和應急處置能力。

（4）火災報警和應急響應。軟件應能及時接收和處理火災報警信息，并觸發相應的應急響應流程，包括疏散指示、報警通知等。

2.3 維保助手軟件系統

設立終端維保助手軟件，包含Web端和App端。為維保單位提供專業、高效的管理工具，提升維保單位消防服務能力，其核心功能包括維保服務整體監控、智能調度、應急維修、任務處置、例行維保和故障跟蹤等，對維保工作進行全程跟蹤和管理，實現維保工作高質量、高標準、高效率運行。支持對外部客戶提供同等服務。

3" "基于IoT的智慧消防安全云服務平臺的構建

3.1 系統架構

3.1.1 整體架構

消防安全云平臺總體架構設計應遵循平臺化、服務化的設計思想，采用規范的接口標準、統一的安全保障。系統架構按數據感知層、應用層和用戶層模式組織，如圖2所示。多層架構可以搭建松散耦合、可擴展性強的應用，除方便軟件開發的組織和實施外，亦便于日后系統的迭代和擴展，提升消防安全云平臺體系的可靠性、安全性、健壯性、易維護性、可擴展性、高性能等。

3.1.2 功能架構

消防安全云平臺功能架構在邏輯上劃分為展示層、應用層、能力層。展示層分為大屏、PC端、App端，即大、中、小三屏；應用層圍繞市級消防安全云平臺、區縣級消防管家系統和維保助手系統展開；能力層包含AI分析能力、視頻處理能力和周邊系統融合能力。

3.1.3 技術架構

本案例中消防安全云平臺技術架構整體采用分層架構，從下到上分別為基礎設施層、容器及編排層、應用管理層、應用支撐層、應用層、用戶端層，結合各層能力，整體技術架構具備兼容性強、可擴展性強、高可見性、可維護性等優點，如圖3所示。

（1）基礎設施層：此層包括計算、存儲、網絡資源，以及基于此類資源的操作系統，可為上層提供資源、操作系統內核等基礎能力。

（2）容器及編排層：此層依賴基礎設施的能力，可提供容器運行時環境以及對容器進行編排和管理的能力。此層采用了業界主流的docker和kubernetes的技術，為保障整個技術架構的穩定性、可維護性提供堅實的基礎。

（3）應用管理層：此層主要的職責是對應用的全生命周期進行管理，包括應用資源申請、應用啟動、應用擴容、應用縮容、應用監控、應用日志、應用停止、應用資源釋放等。為系統的可擴展性、高穩定性、可運維性提供了強有力的保障。

（4）應用支撐層：此層為上層應用提供消息隊列、緩存等中間件、數據庫、GIS服務、安全、微服務基礎設施、負載及路由等功能。目的是讓上層的應用開發更簡單，只關注業務開發。

（5）應用層：此層是承載業務系統的載體，包括應用服務器、應用開發框架、應用開發語言三大部分。

（6）用戶端層：為系統的使用人員提供使用手段，這里包括PC端、移動端、大屏。

3.2 建設方案

3.2.1 市級消防安全云平臺

平臺包括待辦事項、通知通告、知識庫檢索、消防安全提醒及輔助決策、消防資訊、個人主頁等功能。

（1）消防安全管理視窗。根據不同的組織層級，以一張圖的形式展示當前單位的安全態勢，通過對企業單位消防安全管理、物聯網設備監測數據進行匯聚、分析，展示信息包括接入單位數、樓棟數、接入面積、超期隱患數、疑似真警數、真實火警數、實時警情（火警、預警、隱患、故障）記錄、生成經營單位消防安全指數、報警趨勢、報警時段及單位地理位置分布等。

（2）消防設備管理視窗。根據不同的組織層級，對下屬企業單位設備接入情況進行匯聚展示，包括設備接入情況（接入設備總數、煙霧/溫度感測器數量、電氣火災監測裝置數量、消防噴淋系統數量、可燃氣體探測器數量、其他設備設施數量）、物聯網設備運行情況、物聯網設備離線趨勢、消防設施接入統計、消防設施故障維修情況等。

3.2.2 單位消防管家軟件系統

（1）單位分布視窗。根據不同的組織層級，以GIS地圖的形式對接入平臺的企業單位遠程聯網情況進行展示，包括企業單位的位置信息、樓棟樓層信息、獨立式物聯網設備信息、消防設施設備信息、電子標簽信息等。根據不同的樓棟，以2.5D地圖的形式展現該建筑消防設施點位信息，同時還可以顯示該建筑接入的消防設施設備總數、巡檢點位、火警、預警、故障、隱患、動作、離線數據。

（2）單位遠程聯網監控管理。根據不同的組織層級，以列表的形式展示下屬企業單位的聯網監控信息，包括設備監測信息、報警事件處置信息、消防安全管理信息、設備檔案、消防安全指數、視頻監控等。

（3）物聯網設備運行監控管理。展示獨立式的物聯網設備運行情況，包括設備的運行狀態、離在線狀態、離線時間、離線時長、離線記錄等。

4" "結束語

智慧消防安全云服務平臺是應對火災安全挑戰和提升消防管理效能的重要研究領域。通過物聯網技術的應用，平臺能夠實現對消防設備、環境和火災風險的實時監測、預警和管理，為消防部門、單位和個人提供全方位的消防安全保障。本文對基于IoT的智慧消防安全云服務平臺構件與應用進行了研究，首先介紹了基于IoT的智慧消防安全云服務平臺。隨后，詳細探討了智慧消防安全云服務平臺在不同方面的需求。最后介紹如何搭建并應用智慧消防安全云服務平臺，為基于IoT的智慧消防安全云服務平臺的搭建與應用提供了新思路。

參考文獻

[1] 樊明華，徐培哲，鄧永輝，等．打造基于NB-IoT網絡的全域一體化“智慧消防”[J]．江西通信科技，2019（1）：27-31.

[2] 邢翱．超高層消防安全管理云服務平臺設計與實現[J]．電子技術與軟件工程，2022（20）：220-223.

[3] 胡智劍．NB-IoT技術在消防安全管理中的應用探討[J]．信息系統工程，2018（6）：80，82.

作者簡介：馬光輝（1980-），男，漢族，河南長葛人，中級工程師，本科，研究方向為數字化應用。