《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用探析》4400字（論文）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用探析目錄TOC\o"1-2"\h\u22107物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用探析 16921關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；消防監(jiān)控；消防安全 1113241緒論 1252422物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 2108972.1感知層 2221892.2傳輸層 2140202.3應(yīng)用層 3225083物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)控中的具體應(yīng)用 392463.1.射頻識別技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用 353023.2傳感網(wǎng)絡(luò)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用 4222273.3智能技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用 4231654結(jié)論 68304參考文獻(xiàn) 6摘要：為解決火災(zāi)頻繁發(fā)生帶來的安全問題，本文對物聯(lián)網(wǎng)在消防上的應(yīng)用方式進(jìn)行研究，分析物聯(lián)網(wǎng)在消防監(jiān)控系統(tǒng)中的作用，對現(xiàn)有的消防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提出不足，提出消防監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)理念，使物聯(lián)網(wǎng)在消防監(jiān)控領(lǐng)域所做的應(yīng)用范圍更加廣泛。通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分析，結(jié)合消防系統(tǒng)實(shí)際需求，將其引入到消防安全監(jiān)控領(lǐng)域中，以期對于消防行業(yè)的研究人員提供參考。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；消防監(jiān)控；消防安全1緒論當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究多圍繞物聯(lián)網(wǎng)概念，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等方面展開、接入安全[1]等等，對基于物聯(lián)網(wǎng)消防監(jiān)控信息進(jìn)行全面展示和管理，則涉及很少。因此，如何將消防監(jiān)控中的各類數(shù)據(jù)有效地整合成一個(gè)整體，成為亟待解決的重要課題之一?；谖锫?lián)網(wǎng)消防監(jiān)控信息存在數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)源多種多樣、不同性質(zhì)的特征等等，采用常規(guī)數(shù)據(jù)處理與表達(dá)方式，不利于消防監(jiān)控。因此，如何將先進(jìn)的信息技術(shù)運(yùn)用于消防監(jiān)控信息綜合管理系統(tǒng)是當(dāng)前亟須解決的關(guān)鍵問題之一。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等、三維可視化技術(shù)開闊了眼界，給人一種綜合，直觀，快捷的感覺、精確地了解許多復(fù)雜和抽象的信息，為我們提供了一個(gè)良好的方法。本文將這兩種先進(jìn)技術(shù)引入到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的消防安全監(jiān)控信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過對物聯(lián)網(wǎng)獲取的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻進(jìn)行處理、人員車輛位置、實(shí)現(xiàn)了紅外周界報(bào)警、激光掃描等物聯(lián)網(wǎng)信息和三維地理信息的集成展示和管理，能讓整個(gè)安防態(tài)勢變得清晰明了，使得各種消防監(jiān)控信息的獲取變得全面、直觀地顯示出來，可以通過對各類信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析獲得新的有用信息，提升消防監(jiān)控實(shí)戰(zhàn)價(jià)值。2物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)2.1感知層感知層在物聯(lián)網(wǎng)中所扮演的角色，像人的感覺器官對人的影響，用于感知層，其功能是感知外界環(huán)境，如溫度，濕度，壓強(qiáng)，光照，氣壓等、受力情況[2]及其他資料，使用感知網(wǎng)對信息進(jìn)行感知，從而實(shí)現(xiàn)信息采集。感知層在物聯(lián)網(wǎng)中起到了重要作用，它能夠?qū)崿F(xiàn)對物理空間內(nèi)物體狀態(tài)的檢測以及識別。所述感知層包括傳感器，射頻識別技術(shù)，電子產(chǎn)品代碼及其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備的構(gòu)成，還包括小型數(shù)據(jù)處理設(shè)備等[3]，該裝置的功能是在接入網(wǎng)關(guān)前傳輸數(shù)據(jù)，還包括傳感器網(wǎng)絡(luò)。感知層與物理層之間有很強(qiáng)的耦合性。感知層的主要功能是獲取物理世界的信息、自動識別與智能控制。感知層為整個(gè)系統(tǒng)提供了基本的硬件支持，它能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行有效的識別和定位。2.2傳輸層若把傳輸層置于人體內(nèi)，然后，傳輸層相當(dāng)于人體神經(jīng)系統(tǒng)。神經(jīng)系統(tǒng)能夠?qū)ν饨绛h(huán)境變化做出反應(yīng)并產(chǎn)生相應(yīng)的生理電信號。神經(jīng)系統(tǒng)把感覺器官所獲取的信息轉(zhuǎn)移給大腦，以處理信息，然后，傳輸層是把感知層得到的多種不同信息傳輸給處理中心，由處理中心處理。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸與處理都要用到傳輸層，所以研究傳輸層具有非常重要的意義。當(dāng)前在已有通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)傳輸層應(yīng)運(yùn)而生，包括多種無線網(wǎng)關(guān)，有線網(wǎng)關(guān)等、接入網(wǎng)與核心網(wǎng)，主要功能為感知層雙向傳遞數(shù)據(jù)與控制信息，實(shí)現(xiàn)路由與控制。本文設(shè)計(jì)了一種以物聯(lián)網(wǎng)為主干，融合無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的新型數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案，該方案采用“一主兩輔”模式構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。通過綜合運(yùn)用有線傳輸系統(tǒng)與無線傳輸系統(tǒng)，并與超寬帶等技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的管理與加工。2.3應(yīng)用層物聯(lián)網(wǎng)能將全球范圍內(nèi)的人和物都聯(lián)系在網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用涉及面廣，包括家居、醫(yī)療、城市、環(huán)保、交通、農(nóng)業(yè)、物流、消防監(jiān)控等方面。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涉及了許多的行業(yè)，包括了甚至可以說是方方面面[4]。物聯(lián)網(wǎng)通過人工智能、中間件、云計(jì)算等技術(shù)，為不同行業(yè)提供應(yīng)用方案。3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消防監(jiān)控中的具體應(yīng)用3.1.射頻識別技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用射頻識別技術(shù)在消防監(jiān)控的各項(xiàng)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，使用射頻識別技術(shù)以安全監(jiān)管為依據(jù)，建立健全信息的采集方案和處理方案，保證信息傳遞順利與信息共享全面，將建筑物打造成信息化、規(guī)范化和可視化的現(xiàn)代化建筑物，從而使建筑物的工作人員的安全生存率大大提升。在消防監(jiān)控領(lǐng)域中，以火災(zāi)最為嚴(yán)重的災(zāi)害事件，關(guān)于火災(zāi)建筑中人員的疏散，一直以來都是人們研究的重難點(diǎn)問題也是一直以來亟待解決的問題。理論層面上來講，應(yīng)急管理人員經(jīng)常使用各種安全疏散模型來進(jìn)行模擬研究，但這是關(guān)乎人員性命的問題，僅僅從理論上來講是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果將RFID標(biāo)簽集成安裝在建筑內(nèi)人員的工作證上，然后后臺監(jiān)測工作人員的數(shù)量和動態(tài)，那么在真正發(fā)生突發(fā)災(zāi)害事件工作人員在逃離的情況下，救援人員就能夠清晰直觀地了解人員逃離的整體情況，從而有針對性地設(shè)計(jì)實(shí)施救援方案[5]，節(jié)約救援時(shí)間，從而大大提高了救援的存活率。因此，使用射頻識別技術(shù)能夠有助于救援人員在災(zāi)害事件中有效率有保證的解救人員，從而實(shí)現(xiàn)了高效救援。3.2傳感網(wǎng)絡(luò)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)是大量按無線的網(wǎng)絡(luò)、傳感器節(jié)點(diǎn)以多跳方式進(jìn)行通信，組成傳感網(wǎng)絡(luò)，將無線傳感網(wǎng)絡(luò)用于災(zāi)害場景中，基礎(chǔ)單元可通過全球定位系統(tǒng)定位獲知其位置坐標(biāo)，并以之為基準(zhǔn)進(jìn)行定位。為了避免外界環(huán)境對整個(gè)系統(tǒng)造成干擾，需要安裝有一定數(shù)量的放置單元。救援人員將放置單元安放在建筑物內(nèi)部各關(guān)鍵地點(diǎn)，激活該功能后，你將根據(jù)附近其他基礎(chǔ)單元所處的位置決定你的位置，以廣播的方式告知周圍其他裝置，讓附近其他裝置都能作為借鑒，并且所在位置的溫度信息和一氧化碳濃度等也能通過放置單元能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測，控制單元將把這些消息實(shí)時(shí)地傳過來。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防部門可以及時(shí)掌握整個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)所有需要救助的目標(biāo)點(diǎn)的位置信息，以便快速進(jìn)行營救。救援人員將攜帶移動單元，向移動單元傳輸救援人員身體的重要參數(shù)，為后方監(jiān)測提供資料，本實(shí)用新型能夠?qū)仍藛T施救時(shí)身體情況進(jìn)行參數(shù)監(jiān)控，若移動單元取得周邊多于四個(gè)參考設(shè)備位置信息，則可計(jì)算其位置信息，再向所述控制單元發(fā)送消息，由于救援人員在救援行動中處于危機(jī)狀態(tài)，不能停滯于一處，寸步難行，在隨時(shí)運(yùn)動，因此，移動單元需要以更高頻率工作，以獲得其位置信息，并向后方檢測人員上報(bào)。3.3智能技術(shù)在消防監(jiān)控中的應(yīng)用智能技術(shù)應(yīng)用于消防監(jiān)控領(lǐng)域，體現(xiàn)為智能手機(jī)互動，智能設(shè)備等。智能安防產(chǎn)品包括了視頻監(jiān)控、火災(zāi)探測報(bào)警以及遠(yuǎn)程控制三個(gè)部分。其中智能視頻分析技術(shù)屬于高端監(jiān)視技術(shù)的一種，采用計(jì)算機(jī)圖像視覺分析技術(shù)，對視頻內(nèi)容進(jìn)行智能運(yùn)算，實(shí)時(shí)解析，分離場景的背景與對象，然后鎖定目標(biāo)，用于照相機(jī)場景下的跟蹤。當(dāng)被跟蹤物體進(jìn)入特定環(huán)境后，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的規(guī)則，對該對象進(jìn)行檢測、識別和定位。用戶借助視頻內(nèi)容分析功能，設(shè)置不同相機(jī)場景下警報(bào)規(guī)則，一旦情景中發(fā)生了物體違反規(guī)定規(guī)則，系統(tǒng)自動報(bào)警。同時(shí)，當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，監(jiān)視工作站根據(jù)預(yù)先設(shè)置的警報(bào)聲或聲音向管理員提供報(bào)警信號。監(jiān)視工作站自動彈開警報(bào)信息，以及警告音。警報(bào)器可以接收到警報(bào)信息后及時(shí)做出反應(yīng)，將危險(xiǎn)情況發(fā)送到遠(yuǎn)程控制中心，實(shí)現(xiàn)對事件發(fā)生地點(diǎn)的精確判斷和指揮調(diào)度。消防方面，按照國家《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，建筑物保護(hù)區(qū)安裝感煙探測器。感煙探測器是一種安裝在防火區(qū)域內(nèi)的紅外探測設(shè)備。探測器能探測到空氣煙霧濃度，判斷火災(zāi)的發(fā)生與否，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。因此，感煙探測器是一種很有應(yīng)用前景的消防設(shè)備。但這一傳統(tǒng)探測器已經(jīng)無法適應(yīng)不斷增長的消防需要。所以我們用智能技術(shù)把傳統(tǒng)探測器提升到智能感知能力，以及采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，在最優(yōu)路徑上互相通訊。在這種情況下，消防安全成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。通常，智能探測器會按照采樣周期對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)時(shí)喚醒。若檢測出有人靠近或進(jìn)入探測區(qū)域，則開啟聲光報(bào)警和自動休眠功能，在無人參與條件下僅通過蜂鳴器發(fā)出聲響來提示附近人員注意。智能探測器檢測值明顯升高時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所設(shè)閾值一半后，啟動探測器，采樣周期減少為原來的二分之一，啟動蜂鳴器，進(jìn)行中等頻率危險(xiǎn)報(bào)警，觀察時(shí)間。當(dāng)檢測值再次下降，則自動進(jìn)入休眠模式。若檢測值在這段時(shí)間內(nèi)持續(xù)上升，探測器會迅速啟動鄰近探測器。如果此時(shí)還未到達(dá)設(shè)定閾值則進(jìn)入休眠模式，直到檢測結(jié)果低于或等于設(shè)置閾值為止。在檢測值大于設(shè)定閾值的情況下，探測器將進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，蜂鳴器發(fā)出刺耳、快速的響聲。當(dāng)消防隊(duì)員到達(dá)火場后，可以根據(jù)探測結(jié)果及時(shí)采取相應(yīng)措施來控制或撲滅火災(zāi)。此外，報(bào)警探測器還告知非報(bào)警探測器它的上級備份數(shù)據(jù)，從而，盡管毀壞了一些控制器，造成一定損失，救援人員仍可利用PDA獲取存活下來的未破壞探測器內(nèi)火災(zāi)區(qū)域內(nèi)煙氣濃度及其他重要參數(shù)，針對火災(zāi)進(jìn)行了常規(guī)演練、判定火勢走向，阻止災(zāi)情蔓延影響深遠(yuǎn)?？吹降谋O(jiān)控畫面中未報(bào)警探測器呈綠色，黃色是危險(xiǎn)報(bào)警探測器顯示的色彩，紅色是指發(fā)生火災(zāi)報(bào)警探測器區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出來的色彩，這種分割很容易地給救援人員提供救援方向，利于救援人員進(jìn)行搶救。該系統(tǒng)為管線及消防栓提供了統(tǒng)一的地圖可視化與管理，瞬間顯示消防栓的最新巡檢狀態(tài)。地圖中的管線是根據(jù)實(shí)際情況劃分主管的、支管和較小分支。每個(gè)消防單元對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，這些點(diǎn)都有自己特定標(biāo)識，包括位置、顏色等屬性。當(dāng)用戶在移動端上登記設(shè)備信息后，選取消防栓編號信息，將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)后臺，后臺接口對這個(gè)字符串的解析和保存。同時(shí)，系統(tǒng)客戶端也會根據(jù)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，自動計(jì)算出消防部門需要采集的所有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置，并且可以查看這些節(jié)點(diǎn)的屬性及歷史巡檢記錄。如果要定位節(jié)點(diǎn)，定位節(jié)點(diǎn)需至少3個(gè)參考節(jié)點(diǎn)才能定位，另外，網(wǎng)關(guān)也是必須的，主要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與服務(wù)工作，參考節(jié)點(diǎn)為固定節(jié)點(diǎn)，其位置信息已知，以及定位節(jié)點(diǎn)，用于指示待定位的節(jié)點(diǎn)。因此在實(shí)際中采用了一種基于最小二乘擬合原理的方法來實(shí)現(xiàn)對未知節(jié)點(diǎn)的定位問題。下面以四個(gè)參考節(jié)點(diǎn)為例進(jìn)行說明，繪制了RSSI定位整體系統(tǒng)架構(gòu)，如圖2：圖2RSSI定位系統(tǒng)架構(gòu)4結(jié)論物聯(lián)網(wǎng)在消防監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展為人類作出了巨大的貢獻(xiàn)，避免了許多傷害，檢測災(zāi)害的數(shù)據(jù)，檢測在災(zāi)害環(huán)境下救援人員以及待解救人員的身體數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)，能夠大大縮短救援時(shí)間，為寶貴生命保駕護(hù)航。國家應(yīng)該大力培養(yǎng)相關(guān)人才，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在消防監(jiān)控方面快速發(fā)展，為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展做好人才儲備，同時(shí)國家也應(yīng)該建立健全關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的有關(guān)政策，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展掃清障礙，國家也仍要加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)攻關(guān)的投入力度，爭取早日掌握物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)。參考文獻(xiàn)[1]馬原野.基于物聯(lián)網(wǎng)的公共安全信息綜合顯示與管