物联网技术在灭火器材管理中的应用

李小东

摘要：灭火器材是扑救初起火灾的重要设施，上汽大众安亭工厂共有16000具灭火器、5400只灭火器箱，按法规每月巡检一次并对到期灭火器进行更换和报废。以往参照纸质检查表进行巡检方法，效率低、漏检率高。通过借助物联网思想，利用网络共享、Web Service、“二维码”扫描技术和Android操作系统“开源”特征，建立灭火器材信息化管理平台（包括移动端和PC端），移动端对灭火器材进行巡检，PC端通过网络共享对数据进行同步、处理，从而提高灭火器材管理能力。

关键词：网络共享;Web Service;二维码;Android;灭火器材

上世纪90年代人类提出物联网理念，该理念利用网络与用RFID标识的物品进行数据交换，实现智能管理。通过不断发展和完善，物联网概念指利用信息传感设备，运用激光扫描、射频识别、GIS定位系统等技术，按照约定协议，把互联网与物品连接起来进行数据交换和信息通讯，从而实现智能化管理的一种网络。

物联网结构含三个部分：感知、网络和应用。感知部分由各类传感器组成，包括GPS、二维码、摄像头和RFID等感知终端;网络部分由各类网络组成，包括互联网、网络管理系统和广电网等，用于传送和处理感知获取的信息;应用层根据行业具体需求，实现智能化管理。

消防安全管理工作是建立在《中华人民共和国消防法》等法律法规、地方规范以及企事业单位标准基础上而形成的一个庞大的管理系统。《中华人民共和国消防法》贯彻“预防为主、防消结合”的基本方针，明确规定了单位应当履行的消防安全管理职责，其中包括单位应根据国家、行业标准配置消防设施和灭火器材、设置消防安全标志，定期组织检查、维修、保养等，确保其完好有效。因此，研究如何利用先进的管理技术来提高灭火器材日常检查和维修保养的能力具有一定的意义。

一、背景（存在问题）

安亭工厂共有5400多只灭火器箱，16000多具灭火器，其中二氧化碳灭火器5372具，干粉灭火器11279具，泡沫清水184具（数据来源于2018年），分布在170万平方米的建筑内（详见表1）。

根据规范《建筑灭火器配置验收与检查规范GB50444-2008》要求：泡沫清水灭火器出厂期满3年，首次维修后满1年需再次维修，出厂期满6年需报废;干粉、二氧化碳灭火器出厂期满5年、首次维修后满2年需再次维修，其中干粉灭火器出厂期满10年、二氧化碳灭火器出厂期满12年需报废;每月需巡查一次。根据要求统计，2018年需维修灭火器合计3297具，需报废灭火器合计1161具。

由此可见，安亭工厂灭火器材管理中存在的问题主要包括：（一）灭火器材品类多、分布广，投入期限差异大、维修及报废周期多样化;（二）以往采用传统方式，通过人工对照检查表进行现场巡检、记录和问题反馈，不能实时对巡检发現问题、维修、报废情况或新增的灭火器做统计、分析和待维修、更换、报废情况的提示，导致出现工作效率低下和存在漏检或已到维修、报废期限未能及时处理的问题;（三）对于记录的材料均为纸质版，不便于存档，根据《建筑消防维护管理规定GB25201-2008》要求，建筑消防设施及灭火器材的维保材料至少保存5年。因此，基于物联网技术建立灭火器材信息化管理平台，对提高灭火器材管理的效率和质量具有重大意义。

二、灭火器材信息化管理平台（PC端和手机移动端）搭建

（一）系统功能需求

1.信息查询需求

用户可以查询灭火器、灭火器箱信息，PC端通过数据库报表中关键字段搜索，手机移动端通过手动输入关键字段或扫描器材上的“二维码”查询;用户可通过管理员权限设置，在PC端对灭火器、灭火器箱数据库进行增加或删除。

2.计划跟进需求

用户可通过PC端设置时间段查询灭火器、灭火器箱巡检完成情况;通过区域属性设置，用户可查询某厂、某车间、某办公楼或某个独立单元内灭火器、灭火器箱巡检完成情况;用户可查询某时间节点到期前需要更换药剂及报废的灭火器。

3.手机移动端需求

通过手机移动端，可在现场对灭火器、灭火器箱进行信息查询、巡检、维修、报废、位置重置等功能操作，并能通过网络共享将数据同步到PC端进行数据分析。

4.数据统计分析功能

用户可通过PC端对已巡检的灭火器、灭火器箱实时分析、处理、数据更新，生成巡检后的问题和原因分析报表，提交专业维护人员进行处理。

5.系统管理需求

管理员可利用系统管理的功能，根据工作需求以及管理层级的不同，设定用户以及用户的权限，确保系统运行过程中的安全和稳定。

（二）系统功能设计

1.基础数据库设计

建立灭火器数据库，台账信息：状态、序号、钢印号、位置（辅助编码：厂区、建筑物、楼层、房间号）、对应箱子、出厂日期、投入使用日期、失效日期、最晚报废日期、对应图纸、厂商、类型、规格;建立灭火器箱数据库，台账信息：状态、序号、位置（辅助编码：厂区、建筑物、楼层、房间号）、对应图纸（详见表2）。

设置对应图纸、厂商、类型、规格为字典表。

2.PC端界面设计

灭火器材信息化管理平台（PC端）作为消防设施运行管理信息平台的子模块，登录界面进入后的首页是当月灭火器材巡检完成率，报表主要包括：灭火器台账、巡检完成率、巡检未完成报表、将失效报废灭火器查询、巡检发现问题统计表等（详见图1）。该平台利用了Web Service技术，在计算机VPN地址拨号连接后，均可以通过网页打开，不需要借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可进行交换数据或集成。建立系统管理员登录界面，根据用户需求设置登录与使用权限。

（a）登录界面        （b）报表列表及当月巡检完成率

3.移动端界面设计

Android操作系统是基于Linux 软件开发的，其特点是“开源（Open Source）”，当用户使用时系统稳定，功能齐全。SQLite作为一款轻型的嵌入式数据库，占用资源少。灭火器材信息化管理平台的手机移动端App软件是基于Android手机系统开发、安装的，并利用SQLite数据进行储存。

手机移动端App通过用户名及密码账号登录后，其功能设计界面包括：（1）信息查询（箱子及箱子内灭火器基本信息属性）;（2）巡检（正常、欠压、需更换（原因包括灭火喷放、喷嘴损坏、铅封损坏、喷管损坏、压力表损坏、筒体损坏））;（3）维修（药剂到期更换、损坏维修）;（4）信息更新（灭火器更换后，自动更新失效和报废日期）;（5）位置重置（当更新灭火器或灭火器箱后，灭火器与灭火器箱对应位置关系重新匹配）;（6）报废（已达到报废条件的灭火器进行报废）（详见图2）。

（a）登录界面    （b）功能界面     （c）扫描枪

4.“二维码”设计

二维码，又被称为二维条码或二维条形码，用来记录数据符号信息，其外观是黑白相间的图形。Android系统的扫描技术使用的是Google提供的ZXing开源项目，具有二维条码和条形码两种。可通过扫描枪技术进行扫描的“二维码”有PDF417码、QR码、GM码等。

订制“二维码”生成工具（打印软件），通过读取灭火器材信息化管理平台（PC端）灭火器、灭火器箱数据库信息，打印生成“二维码”。灭火器“二维码”上打印信息主要包括类型、规格、钢印号、出厂日期、最晚报废日期、编号，灭火器箱“二维码”上打印信息主要包括对应图纸、辅助编码、序号（详见图3）。

安亭工厂具有研发、质保等保密区域，根据公司要求，手机移动端在保密区域不应具有摄像功能。为达到公司要求，手机移动端设置了可扫描QR“二维码”的移动扫描枪，该扫描枪具有蓝色技术功能，可与手机移动端进行无线连接（详见图2）。

（a）灭火器箱打印软件界面  （b）灭火器打印软件界面

5.网络共享设计

服务器、路由器或交换机、工作站均在安亭工厂灭火器信息化管理平台OA 局域内网（详见图4）。由于安亭工厂灭火器布置区域存在部分无线网络（4G）屏蔽情况，同时鉴于网络安全因素，目前手机移动端App无法在工作现场实施工作数据的下载与上传，均在平台OA局域网络内实现。通过局域网，将手机移动端App与PC端同步。

（三）系统任务流程

灭火器材信息化管理平台操作人员主要由三部分组成：系统管理员、现场巡检人员、现场维保人员。由于所有的灭火器每月巡查一遍，系统管理员不需要制订详细的工作计划。现场巡检人员每日手持移动端设备对照图纸巡查现场灭火器、灭火器箱，并将巡检结果同步到PC端;系统管理员每日更新、提交巡检发现问题的统计表;现场维保人员根据每日提交的巡检发现问题统计表对现场灭火器、灭火器箱进行维修保养，并根据到期需要更换药剂、报废的灭火器统计表提前进行充装和更换（详见图5）。

（四）解决结果

上汽大众安亭工厂通过灭火器材信息化管理平台的开发、应用后：

1.巡检人员不需要携带大量的纸质点检表到现场，不需要手写进行记录。

2.平台可以对巡检发现的问题、维修、报废情况或新增的灭火器做统计、分析和待维保提示，避免存在漏检、漏维修、漏更换、漏报废的情况出现。

3.对巡检、维修、更换和报废等维保材料，以电子档的形式上传到系统，避免了纸质文档不便保存的问题。

三、结语

本文通过借助物联网技术应用的思想，应用Web service技术和 “二维码”生成工具，建立灭火器材信息化管理平台PC端;应用“二维码”扫面技术，Android系统稳定和SQLite储存数据占用资源少等技术特征，建立灭火器材信息化管理平台手机移动端App;在安亭工厂建立OA办公区域网，实现PC端和移动端的数据在局域网内同步、共享。通過该平台的实施，有以下优点：

（一）维保效率提升。安亭工厂灭火器材维保工作效率提高了25%，6个人完成8个人的工作量，为安亭工厂节约2名维保供应商人员（每年可优化成本15万）。

（二）管理效率提升。安亭工厂灭火器材每月漏检率0%;每月灭火器材按时进行维保，每月抽查完好率大于99%（在上级集团检查及外部审核中受到肯定）。

由于时间有限，该系统还存在以下需要进一步改进的地方：

（一）充分利用物联网的RFID技术，在每个灭火器、灭火器箱上安装无线网络发射装置，并连接到公司信息平台OA局域内网，巡检人员、维保人员可在工作现场实时进行数据信息的同步、共享。

（二）灭火器、灭火器箱图纸，现场巡检路线图应嵌入手机移动端App，巡检人员可随时调入、参考;手机移动端App自动记录巡检、维保每个灭火器、灭火器箱的开始时间、结束时间，利用GIS技术实时记录现场人员的巡检路线，自动计算巡检、维保某个区域的工时。

（三）开发基于苹果系统的手机移动端App软件，扩大手机移动端的适用人群。

参考文献：

[1]张辉，陈古典.基于物联网的城市消防远程监控系统[J].信息化研究，2010（10）：55-58.

[2]王蔚，南江林，薄建伟.物联网技术应用于社会消防安全管理[J].消防科学与技术，2012（08）：864-866.

[3]徐智尧.基于GIS技术的飞行区机坪消防器材巡检研究[J].民航学报，2019（06）：83-87.

[4]胡媛媛，黄虎，王思维.基于物联网的城市消防栓管理系统研究[J].信息通信，2014（08）：81-82.

[5]余航，赵帅帅.基于Android平台的水电厂移动巡检系统研究[J].水电站机电技术，2014（04）：78-81.

[6]梅武军.基于物联网的城市智能消防栓监控系统设计[J].电子产品世界，2012（02）：69-71.

[7]陈能成，李丹丹，肖长江，陈志红，龚健雅.基于物联网GIS的消防智能巡检系统设计与实现[J].地理信息世界，2016（04）：71-75，80.