基于云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)設(shè)計

吉紀(jì)偉 陳久彬

1.麗水市消防救援支隊；2.衢州市消防救援支隊

隨著我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入和社會體制的發(fā)展，消防安全發(fā)展的重要性已成為社會各界研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。通過實(shí)現(xiàn)在云平臺下的消防控制系統(tǒng)建設(shè)，不僅能夠進(jìn)一步彌補(bǔ)我國在傳統(tǒng)消防救援體系上的監(jiān)管力度、監(jiān)管實(shí)效等不足問題，同時也能夠進(jìn)一步針對消防安全管理人員、消防設(shè)施以及系統(tǒng)信息進(jìn)行實(shí)時的精準(zhǔn)化管理。本文基于云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)，探討云平臺智能消防控制系統(tǒng)總體設(shè)計，分析系統(tǒng)BOA服務(wù)器與Web頁面設(shè)計，闡述云平臺智能消防控制系統(tǒng)拓展功能。

近年來，隨著新興產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國當(dāng)前在火災(zāi)防控方面面臨著新的挑戰(zhàn)。如電動汽車、電動自行車等新產(chǎn)業(yè)存在著重大消防安全隱患，此類火災(zāi)已造成多起人員傷亡事故。但從這種產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀中可以看出，企業(yè)的消防安全主體責(zé)任落實(shí)不到位、行業(yè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)欠缺、使用領(lǐng)域缺乏監(jiān)管等問題。在此背景下，云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)，作為我國在傳統(tǒng)消防監(jiān)督檢查工作的全新升級與補(bǔ)充，不僅能夠進(jìn)一步提高我國消防監(jiān)督檢查在預(yù)防火災(zāi)安全隱患事件上的準(zhǔn)確程度，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)生火災(zāi)情況下救援人員和指揮人員的信息統(tǒng)一融合。

1 云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)概述

在當(dāng)前信息化時代的發(fā)展背景下，云計算等類似的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和高度重視。而消防安全作為保障廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全、服務(wù)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要組成部分，必須要加強(qiáng)在云計算等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在火災(zāi)防控領(lǐng)域的應(yīng)用。從我國當(dāng)前的自動消防設(shè)施在控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀上來看，大部分的消防救援部門在針對消防工作進(jìn)行監(jiān)督的過程當(dāng)中仍然采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場檢查方式，這樣的傳統(tǒng)監(jiān)督模式不僅在一定程度上增強(qiáng)了監(jiān)督任務(wù)在執(zhí)行上的困難性，同時也存在監(jiān)督人員不足的局面。另外，我國現(xiàn)有的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配置當(dāng)中，也沒有形成完整統(tǒng)一的火災(zāi)自動報警體系，每一個設(shè)施之間都存在獨(dú)立運(yùn)行的原則，更不能實(shí)現(xiàn)在發(fā)生火災(zāi)情況下的信息資源共享性，反而為我國當(dāng)前在消防控制系統(tǒng)的管理上帶來了諸多發(fā)展弊端。在此背景下，通過實(shí)現(xiàn)我國當(dāng)前在消防控制系統(tǒng)設(shè)計下的云平臺構(gòu)建，不僅能夠進(jìn)一步在傳統(tǒng)的消防控制系統(tǒng)發(fā)展上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活性的整合，同時也能夠針對所有的自動消防設(shè)施進(jìn)行實(shí)時的信息監(jiān)測，甚至還可以在發(fā)生火災(zāi)的情況下進(jìn)行自動化逃生系統(tǒng)的構(gòu)建，進(jìn)一步在輕人力資源浪費(fèi)現(xiàn)象的同時，提高我國消防救援部門在火災(zāi)安全隱患上的整體工作效率。

2 實(shí)現(xiàn)智慧消防控制系統(tǒng)建設(shè)的必要性

云平臺下智能消防系統(tǒng)的建設(shè)作為當(dāng)前信息時代的發(fā)展背景，是我國消防救援體系發(fā)展的一種必然形態(tài)，在現(xiàn)階段中實(shí)現(xiàn)智慧消防控制系統(tǒng)建設(shè)，已經(jīng)成為我國消防救援體系發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。這也是由于在云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)施過程中，主要以當(dāng)前企事業(yè)單位的主要消防需求為出發(fā)點(diǎn)，是一項集齊云計算、物聯(lián)網(wǎng)以及一些新型信息技術(shù)為一體的全新控制系統(tǒng)。通過實(shí)現(xiàn)云平臺下的消防控制系統(tǒng)的建設(shè)，也能夠進(jìn)一步改善我國消防救援部門在傳統(tǒng)基礎(chǔ)控制系統(tǒng)建設(shè)上的發(fā)展弊端，促進(jìn)現(xiàn)代消防救援部門在工作內(nèi)容上的優(yōu)化，保障我國在消防服務(wù)上的智慧化發(fā)展。實(shí)現(xiàn)云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)，是當(dāng)前結(jié)合了我國的社會思維活動以及電子信息化發(fā)展技術(shù)的重要產(chǎn)物，通過實(shí)現(xiàn)在智慧消防控制系統(tǒng)上的建設(shè)，也能夠進(jìn)一步打破電子信息化在智慧消防控制系統(tǒng)發(fā)展上的壁壘，令我國的消防事業(yè)從此變得更加開闊[1]。因此，實(shí)現(xiàn)云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)的建設(shè)，必將會成為我國當(dāng)前在消防事業(yè)發(fā)展上的一大跨步。

3 云平臺智能消防控制系統(tǒng)總體設(shè)計

3.1 系統(tǒng)體系構(gòu)架

云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)在整體的系統(tǒng)方案設(shè)計上，主要由系統(tǒng)應(yīng)用層、系統(tǒng)綜合顯示層以及系統(tǒng)感知執(zhí)行層這三個主要模塊構(gòu)成。

（1）在整個智能防控制系統(tǒng)的感知執(zhí)行層構(gòu)建當(dāng)中，主要連接系統(tǒng)當(dāng)中的溫度傳感器、消防感煙探測器、水流水壓探測器、視頻區(qū)域監(jiān)控等各種不同類型的彈窗設(shè)備，以此來組成一個完整的系統(tǒng)感知形態(tài)，并以此為基礎(chǔ)來判斷每個消防設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)最為簡單基礎(chǔ)的火災(zāi)隱患預(yù)警功能。（2）通過感知執(zhí)行層不僅能夠利用綜合顯示層上傳至應(yīng)用層上的客戶端，同時由于應(yīng)用層本身是利用云平臺以及手機(jī)客戶端設(shè)備所組成的。所以在根本上來說，合理設(shè)置感知執(zhí)行層也能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對于整個建筑物在正常運(yùn)行狀態(tài)下的消防隱患和火災(zāi)數(shù)據(jù)的計算，或者是針對云平臺控制系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)信息對消防現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

在整個云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中，系統(tǒng)當(dāng)中的感知執(zhí)行層，主要會將不同模塊的傳感器信息監(jiān)測數(shù)據(jù)包實(shí)時發(fā)送，然后再根據(jù)周期性的監(jiān)控原則將傳感器當(dāng)中的數(shù)據(jù)傳送至綜合顯示層當(dāng)中。這里需要值得注意的是，通過合理利用云平臺后，整個系統(tǒng)的綜合顯示層數(shù)據(jù)信息也可以實(shí)現(xiàn)與感知執(zhí)行層上的信息交互，即在子控制器收到數(shù)據(jù)信息后，再執(zhí)行對應(yīng)的交互操作[2]。例如：系統(tǒng)感知執(zhí)行層在利用TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞后，整個控制系統(tǒng)的服務(wù)器將會利用不同的線程對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收發(fā)、解析以及共享。通過共享后的信息數(shù)據(jù)，在特定程序下就可以利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)上的雙向通信，即在網(wǎng)頁上顯示數(shù)據(jù)信息以及主要的功能模塊。

除此之外，基于云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)，在構(gòu)建設(shè)上還包括了系統(tǒng)應(yīng)用模塊以及消防監(jiān)控報警系統(tǒng)模塊這兩大功能體系。整個控制系統(tǒng)在最終得到的數(shù)據(jù)上，都是通過網(wǎng)頁Web的形式進(jìn)行統(tǒng)一展示。而應(yīng)用模塊的主要功能就是實(shí)現(xiàn)對于系統(tǒng)服務(wù)器的路徑規(guī)劃，以此來針對系統(tǒng)當(dāng)中所得到的數(shù)據(jù)信息，在發(fā)生火災(zāi)初期的狀態(tài)下，也能夠利用移動信息電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)時傳輸，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)救援信息共享。在消防監(jiān)控報警系統(tǒng)模塊的應(yīng)用上，主要針對整個系統(tǒng)構(gòu)建當(dāng)中的隱患報警、火災(zāi)報警、水流水位控制以及防火門等不同系統(tǒng)進(jìn)行保障。這也是由于在云平臺下的智能消防控制體系構(gòu)建當(dāng)中，最為簡單基礎(chǔ)的火災(zāi)報警功能，是整個控制系統(tǒng)發(fā)展的核心部分，而健全控制系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)性保障更是我國當(dāng)前消防救援體系的發(fā)展根本。

3.2 核心功能模塊

基于云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)核心功能模塊的設(shè)計上，主要可分為以下四大主要功能模塊：

（1）智能消防感知模塊。此功能模塊在應(yīng)用上主要針對我國消防救援部門在日常消防工作上的信息采集。即通過在整個控制系統(tǒng)的終端上進(jìn)行智能傳感器部署，實(shí)現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)在消防設(shè)備上的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，了解每一個消防設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備總量以及設(shè)備運(yùn)行位置等新數(shù)據(jù)信息。（2）智能信息傳輸模塊。此功能模塊主要將所采集的全部消防工作數(shù)據(jù)信息通過合理利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來傳遞到控制系統(tǒng)的云平臺當(dāng)中，因此在此模塊的利用上，必須要積極利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備本身與云平臺系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，并在此基礎(chǔ)上保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸?shí)性與有效性。（3）智能系統(tǒng)管理模塊。要想全面實(shí)現(xiàn)云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)建設(shè)，必須要實(shí)現(xiàn)利用在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的軟硬件兼?zhèn)湓O(shè)施，針對我國消防救援部門從系統(tǒng)中所獲取的消防數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲以及數(shù)據(jù)共享等主要功能。對此，此功能模塊的主要功能就是通過針對在消防數(shù)據(jù)信息上的采集進(jìn)行科學(xué)合理的分析存儲后，為消防救援部門本身提供在火災(zāi)安全隱患發(fā)生前的預(yù)警功能。（4）智能數(shù)據(jù)共享模塊。此功能模塊在利用上主要是為了打破在我國傳統(tǒng)的消防控制系統(tǒng)構(gòu)建當(dāng)中，不能實(shí)現(xiàn)消防數(shù)據(jù)與其他平臺的信息共享缺陷。基于此背景下，通過合理利用智能數(shù)據(jù)共享模塊，不僅能夠為我國當(dāng)前的消防數(shù)據(jù)資源分析提供完整的技術(shù)支撐，同時也能進(jìn)一步為我國的消防救援部門在真實(shí)的救援工作上提供遠(yuǎn)程監(jiān)控或?qū)崟r監(jiān)控等主要功能。

3.3 綜合處理器設(shè)計

在基于云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)設(shè)計上主要采用ARM CORTEX A9處理器，同時為了進(jìn)一步接收在整個控制系統(tǒng)當(dāng)中的端口定位信息，在整個系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)用的主進(jìn)程當(dāng)中，還要創(chuàng)建不同的多樣化線程，且每個線程必須具備單獨(dú)執(zhí)行功能的能力。

在實(shí)現(xiàn)智能消防控制系統(tǒng)的設(shè)計上，主要針對綜合控制器設(shè)計了5個不同的線程。（1）線程一主要功能就是要創(chuàng)建系統(tǒng)的TCP服務(wù)端，以此來接收控制系統(tǒng)當(dāng)中所傳遞的不同信息數(shù)據(jù)，同時實(shí)現(xiàn)在指令上的反饋功能。（2）線程二則是要針對服務(wù)端所接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和歸納。（3）線程三則是在線程二的發(fā)展基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)在信息數(shù)據(jù)上的資源共享，同時也可以進(jìn)一步接收系統(tǒng)Web網(wǎng)頁下所產(chǎn)生的信息資源。（4）線程四則是要對串口進(jìn)行初始化，在特定的時間下接收數(shù)據(jù)信息[3]。（5）線程五是要針對最終的ZigBee信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，并以此為基礎(chǔ)計算出真實(shí)火災(zāi)隱患的實(shí)時信息，根據(jù)信息進(jìn)行火災(zāi)隱患定位。

4 系統(tǒng)BOA服務(wù)器與Web頁面設(shè)計

4.1 BOA服務(wù)器

在基于云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)構(gòu)建當(dāng)中，主要在ARM CORTEX A9服務(wù)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行BOA服務(wù)器的搭建，最終再利用綜合處理器進(jìn)行顯示，展示實(shí)時的消防工作狀況。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，BOA服務(wù)器在設(shè)計上是一種十分簡單、小巧的Web服務(wù)器，且這種服務(wù)器作為一種單體任務(wù)下的Web服務(wù)器，每次只能夠依照單體的形式來完成系統(tǒng)任務(wù)請求，并不會出現(xiàn)全新的系統(tǒng)進(jìn)程來進(jìn)行任務(wù)處理。但值得注意的是，BOA服務(wù)器在應(yīng)用上的絕對優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)CGI，且能夠為CGI來出現(xiàn)全新的任務(wù)進(jìn)程并發(fā)送連接請求?；诖吮尘跋?，通過針對BOA服務(wù)器下的源碼進(jìn)行分析后，可以發(fā)現(xiàn)的是，BOA服務(wù)器在應(yīng)用上主要根據(jù)在Web瀏覽器地址欄中輸入的文件路徑，調(diào)用相應(yīng)的CGI程序或靜態(tài)頁面顯示在Web瀏覽器中。但利用此種路徑很容易造成源文件丟失的現(xiàn)象，因此本文在BOA服務(wù)器的應(yīng)用上，必須要針對BOA服務(wù)器下的源碼進(jìn)行修改。即在BOA服務(wù)器源代碼進(jìn)行判斷之前進(jìn)行判斷程序的添加，進(jìn)而將原本的代碼靜態(tài)請求轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)的CGI請求。

4.2 BOA服務(wù)器綜合定位功能

基于BOA服務(wù)器以下的綜合定位功能實(shí)現(xiàn)當(dāng)中，（1）要根據(jù)特定的網(wǎng)站地址才能夠進(jìn)入BOA服務(wù)器下的網(wǎng)址首頁，這時系統(tǒng)會根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定位，了解火災(zāi)安全隱患當(dāng)中的具體問題；（2）在系統(tǒng)的綜合顯示屏上顯示火災(zāi)安全隱患當(dāng)中的具體位置，以便于消防救援部門進(jìn)行準(zhǔn)確救援。

4.3 Web路徑規(guī)劃頁面

在智能消防控制系統(tǒng)的Web路徑規(guī)劃頁面上，主要利用Apache作為Web的主服務(wù)器，同時必須要實(shí)現(xiàn)Apache在源代碼上的開放，支撐Apache在系統(tǒng)應(yīng)用上的擴(kuò)平臺資源共享，以此來提高控制系統(tǒng)在路徑規(guī)劃上的處理速度與總量[4]。

5 云平臺智能消防控制系統(tǒng)拓展功能

當(dāng)前在云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)構(gòu)建當(dāng)中，還可以針對整個控制系統(tǒng)的基本體系構(gòu)架進(jìn)行系統(tǒng)的拓展功能，其主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

（1）消防綜合管理系統(tǒng)。此系統(tǒng)的主要功能就是針對我國消防救援部門當(dāng)中，所出現(xiàn)的有關(guān)消防工作全部信息進(jìn)行24h監(jiān)測，且利用一張數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行顯示。（2）消防應(yīng)急救援系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要針對在發(fā)生火災(zāi)的情況下，針對火災(zāi)隱患在物資、人員配置上的可視化管理，以此來實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)物資以及火災(zāi)人員配置上的快速調(diào)動。同時利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也能夠進(jìn)行實(shí)時的互動，盡快掌握火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)展?fàn)顩r[5]。（3）智能維保系統(tǒng)。此系統(tǒng)是為了進(jìn)一步保障云平臺下的智慧消防控制系統(tǒng)發(fā)展的智能化以及精準(zhǔn)化，同時實(shí)現(xiàn)在整個控制系統(tǒng)管理體系上的標(biāo)準(zhǔn)化。（4）建筑評分系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要針對我國當(dāng)前在城市建筑的發(fā)展當(dāng)中，不同建筑結(jié)構(gòu)的消防等級進(jìn)行不同的評分，確保每一個建筑物結(jié)構(gòu)在火災(zāi)安全隱患發(fā)生上的可能性概率。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，云平臺下的消防控制系統(tǒng)也必須緊跟信息化時代發(fā)展潮流，邁向云平臺下的控制系統(tǒng)階段。云平臺下的智能消防控制系統(tǒng)發(fā)展在整體的設(shè)計上，不僅利用到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信計算技術(shù)以及云計算等主要網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行整合，同時也進(jìn)一步構(gòu)建了高感度下的消防系統(tǒng)控制技術(shù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)我國消防救援部門在系統(tǒng)控制上的信息化管理。這樣在面對真實(shí)火災(zāi)的情況下，也能夠進(jìn)一步降低火災(zāi)安全隱患對于周圍建筑物以及人員的危害，提高消防人員的整體工作效率。