基于物联网GIS的消防智能巡检系统设计与实现

徐海强++徐志标

摘 要对消防设施的智能化管理，可以体现出城市智慧化发展的水平，故为实现这一目标，可运用物联网与GIS技术，构建一个消防智能的巡检系统，并在实际管理中应用。该系统是利用多项技术，实现设备的分层管理并实时传输数据，提高设备的管理效率。

【关键词】消防智能巡检系统 传输层 RFID标签

消防设施是城市重要的设施，为保证这些设施的使用，让其安全运行，日常对设备进行巡视检查至关重要，而为优化巡视检查的效果，改变原有的方式，我们需引入物联网、GIS等技术，进行设施的巡视工作，让巡视工作向规范化、专业化转变。

1 消防智能巡检系统的设计

1.1 整体结构

基于物联网与GIS技术构建智能巡检系统，是根据不同部分的需求，用不同方式满足。另物联网的结构分为三层，包括感知层、网络层与应用层，故智能巡检系统会以这三个层次为结构，设计总体架构。

感知层：这一层负责的是水压传感数据的感知，包括传感器的标识和信息采集，是系统的核心。其使用的传感器硬件是RFID标签、水压传感器等，运用的网络是RFID和传感器网络。巡视员可以通过传感器读取并分析信息，与用户建立交互。

传输层：这一层也是网络层，负责各项数据的传输，为数据传递提供通道，其网络有接入网与输出网两类。而网络中的传输网包括两部分，分别是公网与专网。

应用层：这一层会处理得到的信息，在交互界面中操作。它包含的小层是业务支撑层与网络管理层，进行数据的处理、分析等操作，并把数据储存在系统中相应的位置，为用户提供个性化服务。

此外，各个层次间信息的传递是双向的，由系统管理人员对其进行交互控制。而每一层都会传递不同的信息，包括RFID标签、消防栓等。

1.2 系统功能

根据上述三层的介绍，可以总结出该系统具有的功能。其包括三部分，分别是维护消防栓的信息、巡视展示、分析数据。

（1）对于消防栓信息的维护，是用Android系统的终端，为每个消防栓设定一个编号，注册后传输到服务端中，保存信息，或是直接登录信息系统注册。另其也业需要编辑消防栓信息。

（2）消防巡检的展示是在终端上实现可视化操作，展示消防栓的状态与周围的环境，实现地图的可视化。

（3）分析巡检数据。它是把所有信息放到一个维度内，查看数据，完成数据的统计、分析工作。

2 消防智能巡检系统的实现

该系统使用的关键技术是把管线分层管理，并根据空间位置的不同实现消防设施的优化管理，借助这两种技术，让系统在实际巡视中应用。即因为城市的消防管线多埋于地下，不易进行可视化操作，所以，该系统是在地图的基础上，融合不同的技术，构建消防管网，把不同区域的管线分层，同时，因为在物联网内，任何一个物品都由它的时空特征，GIS技术的应用，可通过空间分析技术为系统提供时空信息。基于此，系统的操作是：

2.1 消防栓信息

消防栓信息的搜集是通过感知层完成，由巡视人员在现场完成巡检工作。即由巡视人员编辑RFID标签的信息，把标签初始化后，把消防栓所在的位置录入标签中，并与周围的消防栓建立关联，具体操作是：终端与解读器的连接装置连接后，随即确定设备的编号，并通过GPS系统自動获取位置信息，待选择所在的省市后，信息内容自动生产，接着这一数据借助蓝牙的传输渠道传输到解读器中，完成标签内容的编辑。而用户选择注册设备的同时，终端也会通过系统的后台把信息传送到系统的后台中，后台的管理系统随机生成信息。另需要注意的是，当信息传输到服务端后，如果服务端检测出其没有注册，会自动在系统中完成注册工作，并把是否成功的信息传回服务端。

2.2 消防设备的巡检

它的工作是在感知层中完成，用手持终端度读取信息。即在巡检中，终端读取消防栓信息的同时，也会读取传感器的数值，检查外观是否完好，待检查结束后，把信息上传到后台，并随着信息的采集实时更新数据。其具体操作包括四部分：

2.2.1 获取消防栓信息

用解读器解读标签，得到标签内信息的变化与水压值的大小，通过蓝牙发送到终端页，并向需要这个数据的其他页面传输，另终端也会用HTTP通道把数据传输到后台管理系统中。

2.2.2 获取水压值的基本信息

其是通过页面的广播得到广播值，解析后得到水压值。即在终端上显示水压值，并传输到后台管理系统中。

2.2.3 获取消防栓的外观信息

巡检员在巡检中根据自己的判断，从众多选择中选择一个外观形态，传送到后台管理系统中，在地图上对应的位置做标记。

2.2.4 获取巡检时间

巡检员工作时，终端自动记录时间，并传回后台管理系统。

2.3 分析数据

移动终端和解读器得到数据后，服务端会利用自身的故障分析与巡检分析功能，充分分析数据。其中，前者是分析消防管线，根据各管线水压值的大小判断故障，后者是参照区域与时间的信息，分析某个时间段内每个区域巡检的次数，为设备的维护提供依据。

2.4 系统使用的硬件设备

该系统使用的硬件设备包括水压传感器、RFID标签、RFID数据采集器、采集智能整合终端等。其中，RFID标签使用的微能量，把光能、磁能等作为能源，确保读写器体积不变的情况下，拉长标签的读写距离，避免使用时受到限制，同时，数据采集器是用超小型的读头读取，并运用蓝牙、标签唤醒等功能，用有线、无线的方式传输数据。

3 结语

基于物联网与GIS技术构建的消防智能巡视系统，可以优化城市消防设施的管理，让消防设施的巡检向科学化、信息化转变，做到绿色低碳，提高了数据的处理水平，使消防设置管理更具有效性。

参考文献

[1]章伟聪，戴征武，杨立春.基于RFID技术的消防设备管理系统设计[J].浙江万里学院学报，2013，26（01）：81-86.

[2]张梅红.消防设施智能维护巡更系统的应用[J].消防科学与技术，2013，32（07）：766-768.

作者简介

徐海强（1982-），男，浙江省兰溪市人。大学本科学历。现供职于金华市消防支队助理工程师。研究方向为消防信息化。

作者单位

金华市消防支队 浙江省金华市 321000