【摘要】隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智慧時(shí)代這一理念被正式提出，消防系統(tǒng)作為國(guó)家公共安全行業(yè)的基礎(chǔ)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用是現(xiàn)階段的工作內(nèi)容。本文首先簡(jiǎn)單了解了智慧消防系統(tǒng)總體架構(gòu)搭建方法及系統(tǒng)組成，然后從操作功能、通信功能、數(shù)據(jù)處理、其他功能、軟件平臺(tái)等方面對(duì)智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)完成的智慧消防系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)分析具體性能。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 智慧消防系統(tǒng) 操作功能 通信功能
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)不斷進(jìn)步，但是其他方面的社會(huì)問(wèn)題卻逐漸凸顯出來(lái)，其中消防救援行業(yè)問(wèn)題凸顯。在信息技術(shù)革命不斷發(fā)展的今天，利用信息技術(shù)、通訊技術(shù)等現(xiàn)代化手段實(shí)現(xiàn)消防救援信息化建設(shè)，對(duì)消防工作實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理，是消防救援現(xiàn)階段的工作。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明，智慧消防系統(tǒng)在消防工作中可以發(fā)揮出巨大的作用，是未來(lái)現(xiàn)代化消防發(fā)展的主要趨勢(shì)，應(yīng)該得到優(yōu)先的發(fā)展。
一、智慧消防系統(tǒng)總體架構(gòu)搭建方法
智慧消防系統(tǒng)是當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的主要趨勢(shì)，對(duì)消防行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有這十分重要的促進(jìn)作用，智慧消防系統(tǒng)是基于柵格化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)自感知、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，本文設(shè)計(jì)的智慧消防系統(tǒng)總體架構(gòu)搭建方法以及系統(tǒng)組成包括：
一，智慧消防系統(tǒng)采用的體系架構(gòu)是面向服務(wù)對(duì)象的，結(jié)合了云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了音視頻數(shù)據(jù)交互等核心功能。
二，在智慧消防系統(tǒng)中采用了統(tǒng)一的接入標(biāo)準(zhǔn)，其中還兼容了 SIP、H.323、Oonvif、PSIA等協(xié)議，也正是通過(guò)這些協(xié)議改變了音視頻數(shù)據(jù)原有的接入方式， 成為了 IP 網(wǎng)絡(luò)接入方式。
三，智慧消防系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)資源被無(wú)級(jí)別放置在云服務(wù)平臺(tái)上，不同的單位可以受地域、級(jí)別的限制，調(diào)度資源，實(shí)現(xiàn)了資源共享。
四，在智慧消防系統(tǒng)中，根據(jù)不同任務(wù)用戶的實(shí)際需要，建立了預(yù)設(shè)組網(wǎng)功能，基于這種功能，可以在網(wǎng)絡(luò)上臨時(shí)召開(kāi)不同的會(huì)議。
五，智慧消防系統(tǒng)中采用的是計(jì)劃指揮平臺(tái)，這種基于流程化思想研發(fā)的出來(lái)的平臺(tái)，可以有效解決傳統(tǒng)消防工作指揮過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。
六，智慧消防系統(tǒng)中可以根據(jù)用戶權(quán)限調(diào)整平臺(tái)權(quán)限，以此形成網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)，保證消防工作開(kāi)展過(guò)程中調(diào)度、指揮的順利進(jìn)行。
除此之外，還形成了多屏畫(huà)面的遠(yuǎn)程同步技術(shù)、執(zhí)勤管理系統(tǒng)、音視頻數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及語(yǔ)音保底通信功能。
二、智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
智慧消防系統(tǒng)中硬件是軟件的載體，在監(jiān)控平臺(tái)中包括了 ARM 處理器和CAN 通信模塊、存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、顯示模塊、矩陣鍵盤(pán)、調(diào)試串口、SD 卡模塊、網(wǎng)口模塊等部分，其中 ARM 處理器是核心控制模塊。
（一）操作功能設(shè)計(jì)
圖 1 智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)軟件中的操作界面功能
本文以智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)分析，智慧消防系統(tǒng)的首要原則就是要保證操作簡(jiǎn)便，要盡可能地簡(jiǎn)化人員的操作步驟，因此監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)該提供可視化的操作界面以此幫助操作人員更快的完成操作，圖 1 為智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)軟件中的操作界面功能。
（二）通信功能設(shè)計(jì)
在智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)中通信功能的實(shí)現(xiàn)也非常重要，對(duì)于智慧消防系統(tǒng)而言，重要的就是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效性。在智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺(tái)和終端設(shè)備一般會(huì)采用 CAN 總線的方式進(jìn)行通信，但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，非常容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。考慮到這個(gè)問(wèn)題，本文在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了 FIFO+Hash 算法，這種解決方案可以對(duì) CAN 總線傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)處理，然后采用多線程的方式對(duì) A 線程進(jìn)行循環(huán)讀取，并且將讀取到的CAN 數(shù)據(jù)插入到設(shè)定好的 FIFO 隊(duì)列中。B 線程則對(duì) FIFO 隊(duì)列進(jìn)行出隊(duì)操作，從而有效解決 CAN 數(shù)據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟包問(wèn)題。
（三）數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)
在智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺(tái)和管理平臺(tái)之間涉及到大量的業(yè)務(wù)，因此不同的業(yè)務(wù)的通信方式不同，數(shù)據(jù)處理也不同，在終端設(shè)備上，需要對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行分析處理。尤其是在分析火災(zāi)情況時(shí)，需要智慧消防系統(tǒng)中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)在一時(shí)間動(dòng)起來(lái)，因此數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析設(shè)置都需要形成明確的設(shè)置。不僅如此，在平臺(tái)上的信息都會(huì)進(jìn)行統(tǒng)一管理，以此解決了傳統(tǒng)消防工作中出現(xiàn)的記錄不完整問(wèn)題，避免消防過(guò)程中因?yàn)樾畔⑷笔Вe(cuò)過(guò)搶險(xiǎn)時(shí)機(jī)。除了上述三點(diǎn)內(nèi)容之外，其他功能設(shè)計(jì)也十分重要，在監(jiān)控平臺(tái)中，還要實(shí)現(xiàn)短信發(fā)送以及聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能，以此才能夠保證數(shù)據(jù)的正確性。
（四）軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
綜上所述，在設(shè)計(jì)智慧消防系統(tǒng)時(shí)，要選擇功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性較高、開(kāi)發(fā)周期較短的操作系統(tǒng)，還要盡可能的降低開(kāi)發(fā)成本，因此，智慧消防系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)搭建一般選擇 Linux內(nèi)核進(jìn)行，編程語(yǔ)言程序采用 QT 語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)環(huán)境為 QtCreator2.4.1，交叉編譯器采 用 arm-linux-gcc-4.4.1。 首先在虛擬機(jī)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在開(kāi)發(fā)成功后，在進(jìn)行交叉編譯，將開(kāi)發(fā)成功的程序移植到 ARM 板上。
三、智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)測(cè)試應(yīng)用
（一）試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境構(gòu)建
在完成智慧消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，還要進(jìn)一步驗(yàn)證系統(tǒng)的使用情況，系統(tǒng)功能測(cè)試主要是根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試，主要采用的是黑白盒測(cè)試方法。軟件環(huán)境中包括 IAR 開(kāi)發(fā)軟件、串口調(diào)試助手等，硬件環(huán)境包括電源適配器、溫度、濕度、煙霧濃度傳感設(shè)備等。在完成具體的構(gòu)建工作后，就可以在虛擬機(jī)上運(yùn)行 Linux 操作系統(tǒng)。
（二）軟件功能的測(cè)試
根據(jù)：操作界面功能測(cè)試、通信測(cè)試和數(shù)據(jù)分析處理功能測(cè)試的結(jié)果顯示，本文設(shè)計(jì)出來(lái)的智慧消防系統(tǒng)可以通過(guò)模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況，引入干擾源，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的，數(shù)據(jù)前后一致，通信正常，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，也沒(méi)有出現(xiàn)丟包的情況，同時(shí)，數(shù)據(jù)處理也可以正常運(yùn)行。比如，將智慧消防系統(tǒng)應(yīng)用在消防監(jiān)督工作中，可以改變傳統(tǒng)的消防監(jiān)督模式，相關(guān)人員可以登錄這個(gè)系統(tǒng)，查詢有關(guān)單位的消防設(shè)施情況，明確不同場(chǎng)所中的消防信息，包括： 疏散通道、消防水源的具體位置，還可以對(duì)消防產(chǎn)品的維護(hù)情況、使用情況等信息進(jìn)行的了解。對(duì)于智慧消防系統(tǒng)來(lái)講，只有建立起來(lái)消防物聯(lián)網(wǎng)，才能夠建立起相應(yīng)的智慧功能。那么首先就要收集掌握智慧消防所需要的信息數(shù)據(jù)，并且建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議， 基于此，才能夠進(jìn)一步組建相應(yīng)的智慧消防系統(tǒng)，更好的為社會(huì)服務(wù)。
四、安科瑞智慧消防服務(wù)云平臺(tái)介紹
4.1安科瑞消防云平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
?火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)
?消防設(shè)備管理子系統(tǒng)
?消防水子系統(tǒng)
?電氣火災(zāi)子系統(tǒng)
?防排煙子系統(tǒng)
?消防設(shè)備電源子系統(tǒng)
?防火門(mén)子系統(tǒng)
?視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
?應(yīng)急照明和疏散子系統(tǒng)
?電能管理子系統(tǒng)
?APP子系統(tǒng)
4.2安科瑞智慧云平臺(tái)系統(tǒng)功能介紹
消防設(shè)備模塊
1、系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)簽感知消防設(shè)施位置狀態(tài)消息
2、把消防設(shè)施的購(gòu)買(mǎi)時(shí)間、到期時(shí)間、安裝時(shí)間、負(fù)責(zé)人、巡檢次數(shù)等信息都錄入到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中
3、可以分門(mén)別類地對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理；生成消防設(shè)備臺(tái)賬。
消防水模塊
1、消防水源的水位和水壓監(jiān)測(cè)儀表，通過(guò)GSM400上傳
2、消防水位水壓探測(cè)，判斷是否漏水、開(kāi)蓋等事件，當(dāng)消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時(shí)，用手機(jī)app推送、短信等方式及時(shí)通知相關(guān)人員及時(shí)維修維護(hù)，保證消防安全
3、實(shí)時(shí)采集水泵控制柜電源、故障、啟停和手/自動(dòng)狀態(tài)信息；實(shí)時(shí)采集主管網(wǎng)實(shí)時(shí)壓力信息；在各閥門(mén)處安裝傳感器，實(shí)時(shí)采集各閥門(mén)狀態(tài)
防排煙模塊
1、目前可接入鑫豪斯/眾山（UDP）和嘉德/海康威視（NB平臺(tái)）的NB煙感，也可以接入485輸出的煙感，通過(guò)GSM400上傳
2、系統(tǒng)通過(guò)高靈敏的無(wú)線煙感報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧、可燃?xì)怏w進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)報(bào)警值，通過(guò)設(shè)備的標(biāo)簽、地理位置定位，用手機(jī)app推送、短信等方式及時(shí)通知相關(guān)人員，讓相關(guān)人員獲知相關(guān)位置的火災(zāi)隱情。
消防電源模塊
1、實(shí)時(shí)監(jiān)控消防系統(tǒng)各個(gè)部分的電源工作狀態(tài)，確保消防設(shè)備供電正常，并對(duì)各個(gè)回路的過(guò)流、短路、斷路等故障報(bào)警提示
2、可長(zhǎng)期記錄電壓電流的歷史曲線，通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)可能產(chǎn)生問(wèn)題的隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)。
防火門(mén)模塊
1、通過(guò)與門(mén)禁報(bào)警、視頻識(shí)別的關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)控消防通道們的關(guān)閉及消防通道堆放物的情況
2、根據(jù)消防通道們的關(guān)閉及消防通道堆放物的情況，可實(shí)現(xiàn)緊急情況下的開(kāi)閉。
視頻監(jiān)控模塊
1、用海康螢石云平臺(tái)進(jìn)行接入
2、數(shù)據(jù)中心收到感應(yīng)端各個(gè)子系統(tǒng)報(bào)警信息后，可調(diào)出報(bào)警詳細(xì)信息查看報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)視頻輔助進(jìn)行火情確認(rèn)。
3、實(shí)現(xiàn)各個(gè)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)之間的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)之間的聯(lián)動(dòng)。
五、安科瑞智慧消防服務(wù)云平臺(tái)推薦配置
5.1、平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買(mǎi)，或者客戶自己租用阿里云資源。
推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）
5.2、系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：
注：以上配置為針對(duì)1個(gè)回路選型，其中剩余電流互感器應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回路電流大小選擇，根據(jù)實(shí)際三選一。
六、產(chǎn)品介紹
6.1電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡(luò)上傳，單表流量說(shuō)明：
上傳間隔一分鐘， 小于30M/月；
上傳間隔二分鐘，小于15M/月；
上傳間隔五分鐘，小于10M/月
6.2ARCM300D產(chǎn)品介紹
ARCM300D 智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對(duì) 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能電力裝置，具有的單相交流電測(cè)量、遙信輸入、遙信輸出功能，以及 RS485 通訊或 GPRS 無(wú)線通訊功能，通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。
產(chǎn)品采用的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化于身，是建筑監(jiān)控裝置預(yù)防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預(yù)估等的理想選擇。同時(shí)將原有 RS485 通訊升級(jí)為 GPRS 無(wú)線通訊方式，解決了現(xiàn)場(chǎng)布線難的情況，提高工作效率。作為種的智能化、數(shù)字化的采集元件，該智能裝置已廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
七、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，當(dāng)代消防行業(yè)應(yīng)該利用信息技術(shù)以及通訊技術(shù)，建立健全智慧消防系統(tǒng)。智慧消防系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以為消防工作贏得更多的時(shí)間，降低火災(zāi)帶來(lái)的危害，同時(shí)智慧消防系統(tǒng)也可以降低消防行業(yè)的成本， 讓消防行業(yè)得到發(fā)展。經(jīng)過(guò)具體的試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，本文從操作功能、通信功能、數(shù)據(jù)處理、軟件平臺(tái)這些方面設(shè)計(jì)出來(lái)的智慧消防系統(tǒng)符合消防行業(yè)的需求，可以實(shí)現(xiàn)消防行業(yè)中的基礎(chǔ)功能。
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