物聯(lián)網(wǎng)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(yè)發(fā)展勢頭迅猛，建筑經(jīng)濟在整個國民經(jīng)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(guān)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(shù)與科學技術(shù)的不斷革新，物聯(lián)網(wǎng)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(jīng)濟損失與人員傷亡。對此，本文就物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中的應用展開了相關(guān)的分析與研究。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);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(tǒng)、消火栓系統(tǒng)以及自動噴水滅火系統(tǒng)等設(shè)施，其在很大程度上可以發(fā)揮火災預警的作用。此類設(shè)施在探知、撲滅火災等方面優(yōu)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(chǎn)安全。

然而，經(jīng)過時間的推移，消防設(shè)施超期服役、老化等問題突出，再加之由于人為原因?qū)ο嚓P(guān)消防設(shè)備的管理不到位，對自動報警系統(tǒng)的維護不夠，或者是設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障時未及時維修，使得系統(tǒng)處于帶故障運行，會嚴重影響消防設(shè)施的應用效率。面對該問題，企業(yè)可將物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識滲透其中，構(gòu)建消防設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對城市建筑物中的消防設(shè)備開展實時化的監(jiān)控。

在保證原本建筑消防設(shè)施運行的條件下，可將消防設(shè)備的基本運行情況通過網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸至城市的消防監(jiān)控與管理中心，主要對消防設(shè)備的基本運行情況進行實時化監(jiān)控，以實現(xiàn)對消防設(shè)備的全方位管理。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)（如圖1）主要是建立在互聯(lián)網(wǎng)的概念之上，主要是一種網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)信息通信和交換。具體而言，物聯(lián)網(wǎng)基于各種信息傳感設(shè)備，例如射頻識別，全球定位系統(tǒng)，紅外傳感器和激光掃描儀。根據(jù)相關(guān)協(xié)議，將物品有效地連接到Internet上以實現(xiàn)信息通信和交換，以實現(xiàn)智能定位、識別、監(jiān)視、反跟蹤和管理的網(wǎng)絡(luò)概念。

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

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特征

物聯(lián)網(wǎng)主要是從應用角度出發(fā)，借助無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等平臺把用戶的終端設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，以形成了一個終端物品信息實時化共享與互換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相比，物聯(lián)網(wǎng)的特征更加明顯。

1.物聯(lián)網(wǎng)使用各種傳感技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)容也不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)是實時的，它會根據(jù)相應的頻率定期收集信息，從而不斷更新數(shù)據(jù)和信息[2]。

2.它是一個基于Internet的無處不在的網(wǎng)絡(luò)

對于物聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)是其重要的基礎(chǔ)和核心。它主要通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與Internet集成在一起，因此相關(guān)信息可以實時傳輸。同時，物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)主要是把傳感器與智能處理進行緊密的結(jié)合，借助模式識別、云計算等職能技術(shù)來對應用領(lǐng)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(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)新的應用模式與應用領(lǐng)域。

（三）物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)

從技術(shù)架構(gòu)層面來看，物聯(lián)網(wǎng)主要分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應用層[3]，如圖2所示。

1.感知層

主要是由傳感器網(wǎng)關(guān)、各類傳感器而構(gòu)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(jīng)末梢，其是物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)層

是由互聯(lián)網(wǎng)、私人網(wǎng)絡(luò)、有線與無線通信網(wǎng)絡(luò)、云計算平臺與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)而組成的，其代表著人的大腦與神經(jīng)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(lián)網(wǎng)與用戶的重要接口，其要充分結(jié)合行業(yè)的基本需求，從而實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)的智能化應用[5]。

（四）物聯(lián)網(wǎng)的核心與關(guān)鍵技術(shù)

從本質(zhì)上來講，物聯(lián)網(wǎng)主要是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)建立起來的，主要是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、寬帶接入傳輸、無線通信進行有效的結(jié)合，進而形成了一個寬帶移動的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，然后再與物品進行聯(lián)系，就形成了物聯(lián)網(wǎng)。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)中所涉及的技術(shù)比較多。

當下，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)主要有RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感知節(jié)點與終端技術(shù)、業(yè)務(wù)支撐與智能處理技術(shù)[6]。在諸多技術(shù)中，RFID技術(shù)是最為關(guān)鍵的技術(shù)，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(xiàn)目標識別與數(shù)據(jù)交換，該過程不會受到環(huán)境的干擾，具有非接觸、無磨損、壽命長、數(shù)據(jù)讀取速度快、使用便捷等多種優(yōu)勢。此外，RFID技術(shù)還具有防沖突功能，可對多張卡片進行同時處理。

三、物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中應用的必要性

而今，伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)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(xiàn)，且此類場所大部分以商場為主，聚集的人員多、財產(chǎn)高、物資多，容易引發(fā)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(xiàn)了消防設(shè)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(shè)施執(zhí)行效率不高，嚴重影響消防救援質(zhì)量。

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

在此種情況下，建筑物中一旦發(fā)生災情，消防系統(tǒng)可以快速啟動，能大大節(jié)省時間，能大大提高營救質(zhì)量，將各項損失與傷害降至最低。消防物聯(lián)網(wǎng)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(wù)水平[7]。

同時，相關(guān)部門應重視對消防物聯(lián)網(wǎng)的深度研發(fā)與應用，以實現(xiàn)對消防安全的集中化管理與網(wǎng)絡(luò)管理，實現(xiàn)自動火災報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)胡同，形成火災自動報警與監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要是借助安防視頻的監(jiān)控設(shè)備來掌握火災現(xiàn)場的實況，把探測報警系統(tǒng)與通信指揮、消防監(jiān)管、滅火救援等進行有機的結(jié)合，進而更大程度上提高救援質(zhì)量。因此，將物聯(lián)網(wǎng)應用到建筑物消防安全中具有必要性。

四、物聯(lián)網(wǎng)在建筑物消防安全中的應用

以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)開展建筑物消防設(shè)施設(shè)計工作，應做到以安全為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)對消防設(shè)施的智能化監(jiān)控與管理。一般來講，建筑物中的消防設(shè)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(shè)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(shè)施處于良好的運行狀態(tài)，必須要對消防設(shè)施進行再三的檢查與落實，以避免出現(xiàn)疏漏，以求為險情救援時刻做好準備。以下我們就基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑物消防安全系統(tǒng)設(shè)計進行闡述。

（一）打造消防安全系統(tǒng)

消防安全系統(tǒng)主要是由網(wǎng)絡(luò)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(shè)備組成的，如攝像頭、GPS、M2M終端、傳感器網(wǎng)關(guān)與傳感器網(wǎng)絡(luò)等[8]。此類設(shè)備可以安裝到監(jiān)測區(qū)域或潛入到消防設(shè)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(shè)備的基本情況進行采集與捕捉，還要及時執(zhí)行相關(guān)的命令。例如，工作人員可為建筑物安裝上報警監(jiān)控設(shè)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(shè)備，主要是及時獲取車輛的出水流量、壓力與速度等相關(guān)參數(shù)，進而及時向監(jiān)控中心輸送數(shù)據(jù);在消防頭盔上安裝傳感器與集成芯片。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能使得消防員、消防車與消防指揮中心實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)的暢通性與交互性，能達到遠程監(jiān)控、實時傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)、定位消防員的生命體征等的效果，以便實現(xiàn)統(tǒng)一救災與指揮，也能大大提升消防員的自我保護能力。

網(wǎng)絡(luò)層主要是通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)把感知層所得到的險情隱患數(shù)據(jù)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(tǒng)。由于應用層所涉及的內(nèi)容比較，所以操作起來也相對較難。

1.對于現(xiàn)場的滅火器、消防栓等相關(guān)的滅火設(shè)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(yǎng)與隨時的測試。

2.消防監(jiān)控中心要和各個重點監(jiān)測站、各樓層等實現(xiàn)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(lián)系，此時，消防中隊則是通過遠程控制方式來啟停消防設(shè)施，以便實現(xiàn)緊急出警。

3. 消防監(jiān)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(shè)計系統(tǒng)功能

通常來講，物聯(lián)網(wǎng)的主要功能主要表現(xiàn)在應用層方面，因此，建筑物消防安全系統(tǒng)（如圖3）的功能就是針對應用層的實際需求來進行設(shè)計，應用層主要涉及消防管理部門、監(jiān)控指揮中心以及建筑物等。為獲得理想的效果，系統(tǒng)功能設(shè)計需要充分結(jié)合不同用戶的實際需求。對于整個消防安全系統(tǒng)而言，監(jiān)控指揮中心是整個系統(tǒng)的中樞，消防監(jiān)控中心用戶能夠使用與配置系統(tǒng)內(nèi)的全部信息與數(shù)據(jù)，其主要的功能表現(xiàn)為火警實時監(jiān)控功能、聯(lián)動視頻監(jiān)控功能、地理信息系統(tǒng)定位功能、消防值班人員巡查功能、消防設(shè)備管理與監(jiān)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(guān)的火警信息，以便及時安排出警，還能使用消防安全系統(tǒng)平臺來監(jiān)控建筑物的自身消防安全管理狀況，能大大提高消防監(jiān)控的有效性。消防管理部門的主要功能有食品監(jiān)控、實時火警聯(lián)動、設(shè)備管理與監(jiān)督與安全管理信息查詢功能。

建筑物是消防服務(wù)的主要受益者，也是重要的監(jiān)控對象，通過消防安全系統(tǒng)來管理值班人員的考勤情況，及時查看消防設(shè)施的基本運行情況，不斷學習最新的消防業(yè)務(wù)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(xiàn)為考勤管理、安全管理信息查詢、消防業(yè)務(wù)學習查詢以及設(shè)施管理功能。

（三）實現(xiàn)系統(tǒng)的不斷升級

1.在疏散人員時，工作人員可選擇RFID技術(shù)來開展井然有序的救援。

2.借助無線傳感網(wǎng)絡(luò)來對救援人員開展迅速移動定位與狀態(tài)監(jiān)測，同時，救援人員還要結(jié)合建筑物各個場地的實際情況，選擇重要區(qū)域來自主投放一些輔助性定位設(shè)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(shè)計，要求此類探測器可以實現(xiàn)早期的火災預警，能快速的將重要數(shù)據(jù)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(xiàn)場借助空中接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線提取，以更好的分析災情，監(jiān)控中心以監(jiān)控截面的形式對災害區(qū)域開展危險分區(qū)，進而提高指揮與救援的實際效率。

五、結(jié)束語

綜上所述，為順應時代的發(fā)展趨勢，建筑行業(yè)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(tǒng)進行升級，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來控制與管理消防設(shè)備，能大大提高消防設(shè)備的管理效率，也就能更大程度上確保消防安全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑物消防安全中的應用，是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是時代發(fā)展的必然要求，通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對消防設(shè)備的遠程實時監(jiān)控，能及時了解消防設(shè)備的一切情況，以便發(fā)現(xiàn)問題及時完善，使得消防設(shè)施始終處于準備狀態(tài)，這樣一旦發(fā)生險情，消防人員可及時做出反應，可大大提高救援效率。

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