【word】 物联网在消防安全领域的应用研究.doc

物联网在消防安全领域的应用研究中国公共安全?学术版网络安全chinapublicsecurity.academyeditionnetworksecurity20l1年第3期总第24期20l1no.3sum.no.24物联网在消防安全领域的应用研究张岗(宁夏消防总队防火监督部,银川750001)【摘要】消防安全是物联网的重要应用领域,以消防科技创新发展为出发点,通过对物联网体系结构及关键技术进行分析,结合消防安全领域特点,建立消防物联网技术架构,并设计出消防物联网结构示意图,提出物联网可以在消防应急救援,消防远程监控,消防水灭火系统,火灾自动报警系统,消防装备等领域应用,为物联网在消防领域的应用发展提供参考.结果表明,将物联网技术与消防安全相结合具有重要意义,下一步的工作重点是研发并应用基于物联网技术的新型消防安全设备和系统.【关键词】消防;物联网;关键技术;无线传感网络;应用【中图分类号】x924.4【文献标识码】a【d0i】10.3969/j.issn.1672-2396.2011.03.025【文章编号i167223962011124010603study0ntheapplicationsofinternetofthingsinthefieldoffiresafetyzhanggang(firepreventionandsupervisiondivision,firecorpsofningxiaautonomousregion,yinchuan750001)abstraet:firesafetyisanimportantapplicationfieldofinternetofthings(iot).thispapermakesthetechnicalrequirementsoffiresafetysdevelopmentandinnovationasthestartingpoint.theconceptof10tisintroduced.andthestructurediagramoffiresafetyiotisdesigned.throughanalyzingtheinterconnectionsystemstructureandkeytechnology,combinedwiththefieldoffiresafetyfeatures,putforwardnetworkinfireemergencyrescue,fireremotemonitoring,fireextinguishingsystem,firealarmsystem,fireequipmentandotherareasofapplicationthe10t,asinapplicationstoprovideareferenceforthedevelopment.resultsshowthatthecombinationofiotandfiresafetyhasimportantsignificance.theemphasisinthenextstepistostudyandapplythenewfiresafetydevicesandsystembasedoniottechnologies.kevwords:firesafety;internetofthings;keytechnology;wirelesssensornetworks:applications0引言目前物联网受到全球的广泛关注,2009年1月,ibm公司提出”智慧地球”这一概念,随后,欧盟,日本也分别启动了相关战略.2009年8月,温家宝总理在无锡视察物联网产业研究所后,物联网产业被列为国家新兴战略性产业之一,并在中国各行业均受到了不同程度的关注.物联网随着internet技术的发展,从最初的一个抽象概念逐步深入日常生活中,应用领域包括智能家居,智能医疗,智能电网,数字物流,数字消防等各个领域j.物联网在引领未来科技和经济发展的同时,必将对城市消防科技发展和消防安全管理产生深远影响.因此,笔者将重点研究物联网技术在消防安全领域中的具体应用.1物联网介绍1.1物联网的概念物联网(theinternetofthings,iot),顾名思义就是“物物相连的互联网”.因此,物联网的定义是:通过射频识别(rfid),红外传感器等感知设备,依据网络协议把物体与网络连接,进行数据交换,以实现对物体智能化管理的一种网络】.1.2物联网体系结构收稿日期:2011.09.19作者简介:n(1979-),男,陕西延川人,工程师,硕士,主要研究方向:消防理论,技术和消防监督等方面的研究工作.?1o6?2011年第3期总第24期2011no.3sum.no.24网络安全中国公共安全?学术版networksecuritychinapublicsecurity.academyedition物联网的体系结构能够兼容各种开放协议,如图1所示分为感知层,网络层,应用层3层结构.应用控制敲|瞄传譬信息采羹应用层翔络层感知犀图1物联网的三个层次感知层主要是对外界信息的智能感知】,包括物体识别及信息采集,设备主要包括各类rfid装置,各类传感器,各类摄像头,gps定位系统等.网络层主要实现信息的转发和传送,它将感知层获取的信息传送到远端,为数据在远端进行智能处理和分析决策提供强有力的支持.应用层直接面向应用,针对物联网涉及的行业具体需求,实现目标的智能化管理.2物联网关键技术2.1通信网络物联网需要依托网络和通信技术实现感知信息的传递和协同,高速宽带通信网络是实现物联网的关键设施.在当前ipv4资源不足的背景下,物联网需采用ipv6技术,满足更多ip地址的需要.另外,超级计算机和云计算等新技术可处理复杂的数据分析,汇总和计算,目前此类技术也在深入研究中.2.2无线传感技术无线传感技术是通过传感器进行实时感知,感知后采集到监测信息通过无线通信网络将信息传递到终端平台上.无线传感网络需要射频识别技术,嵌入式智能技术,传感技术等技术支撑.射频识别技术是通过射频识别信号识别目标对象获取数据的技术;嵌入式智能技术通过内置芯片,芯片固化软件使物体具备感知外部环境进行反应;传感技术是物联网发展的基础技术之一_7】.3物联网在消防领域方面的应用随着科技的进一步发展,物联网在消防安全领域有着广泛的应用前景,消防物联网的发展对推进城市消防安全将发挥重要作用.图2为消防物联网体系结构.厂【?9,9j辱l梢防痕用i各级梢陆监督部门梢陡搀挥中心消罅远树中心情蝣蛙像企韭社客备棼枉毒鞋啊户fil一一一舟接入孵络甯磐寓群s2g,3e呻.层.,i接入单元辘联碍关,荇事戎舟蓑精骑应急教援精糖近程监控建筑群葫醺掩消醣员罄莓:蒜知设备一,.,知备,层i.8nfidpsti幺共变换奄话蔫lsi:无睡传菩籍孵搭图2消防物联网的三个层次3.1消防应急救援领域的应用物联网在消防应急救援领域的应用是指消防应急救援现场可以采用各种感知设备,视频采集设备将感知和采集到的大量现场信息,借助消防物联网网络层传输到消防指挥中心,再通过指挥中心信息平台进行整理进行辅助决策,通过消防指挥中心结合消防应急预案进行救援力量,救援装备及救援物资部署】.具体的讲就是把感知设备安装到石油化工装置,易燃易爆场所,人员密集场所等存在火灾危险源的重要环节,危害性大的重要部位等,通过现场对各种感知设备进行组网,借助于计算机的超强运算能力,对各种危险源所在场所部署的传感器进行监控和管理.当现场传感器将信息汇集处理后,消防部门就可以借助于消防应急平台处理各种情景信息,进行有效的消防应急资源调度和分配.消防应急救援领域对物联网技术的运用,必将使救援工作更智能化,高效化,各种感知设备,现场摄像等技术和装置的运用,使救援过程逐步向数字化,可视化方向发展,通过救援现场情景信息的实时传送,为消防指挥中心应急决策提供了重要参考,有利于选择最优的救援调度,决策方案,同时为抢救受灾群众和财产争取了更多时间.3.2消防远程监控领域的应用以城市为中心建立的消防远程监控系统是通过通信和网络传输,对市区各类建筑物内消防安全状况进行实时监控,联网管理的信息管理系统【9】.在消防远程监控中心对各类消防数据进行统一管理,通过快速检测,早期预警实现准确监控和快速报警,确保各类建筑物消防安全,提高了城市预防和抗御火灾的能力.?107?罴一中国公共安全?学术版网络安全chinapublicsecurity.academyeditionnetworksecumty2011年第3期总第24期2o1】no.3sum.no.24一般来说,以物联网为特征的智能消防是通过无线信息传输模块,采集火警控制系统运行状况,建筑消防设施运行状态等,并及时向消防部门提供信息的一种信息技术手段.物联网技术的互动”对话”功能还可为火灾救援赢得宝贵的时间.如可运用物联网相关技术开发消防远程监控系统,消防远程监控系统可包含终端设备,信息平台和探测设备及火灾报警按钮等组成.当发生火灾后,探测设备或火灾报警按钮报警,火警信息通过无线网络或现有网络传输到消防远程监控中心,远程监控信息平台将信息实时反映到119指挥中心;同时,可以把火灾信息通过信息平台发送到起火场所相关人员手机上,火警信息第一时间传送到消防部门和相关人员,为消防灭火救援赢得时间.3.3自动喷水灭火系统和消火栓系统的应用建筑自动喷水灭火系统和消火栓系统中使用物联网技术,可通过选取建筑现有消防系统的各设备状态信号,采用移动通信网络技术,通过监测泵房的水系统,对水池水量,喷淋泵及消火栓泵进出口压力,用量与动作方式,手自动状态,报警阀上下腔压力,压力开关,水流指示器,信号蝶阀,高位水箱水量,气压罐压力,稳压泵启停等动作状态全部可以实时监控,随时检查,维修,确保火灾发生时自动喷水灭火系统和消火栓系统的可靠性.3.4火灾自动报警系统的应用物联网通过传感器感知信息,而火灾自动报警系统从诞生之日起就是专门用于感知火情的自动化系统,因此,在火灾自动报警系统基础上稍稍改进即可使物联网技术广泛应用,基于物联网建立的火灾自动报警系统可用于日常消防设施的维护管理,相关部门,人员可以清楚地了解消防设施时不是完好有效,是不是应及时更换,一旦发生火灾,各种信息数据及时传送到终端设备上,消防救援可以做到准确无误.3.5消防装备上的应用消防员在进入火灾或救援现场往往面临着巨大的危险,如果消防员佩戴一个小型传感器可收集心电,心率,体温,呼吸及脉搏等各种数据,通过无线通信将数据传到救援指挥部,从而达到实时监测的目的,指挥部就能据此分析每个进入救援现场的消防员个人安全情况,采取有针对性的预防措施,确保救援现场消防员个人安全,提高施救水平.在消防车上安装传感器,可以实时提供消防车所处位置,行驶路线,行驶速度,在救援现场可提供消防车出水量,泡沫量数据,对消防力量的科学部署提供数据支撑.4结论针对当前各种物联网应用技术竞相发展的现状,积极开展消防领域科技创新,抓紧构建基于物联网技术的公共消防安全防控新体系,全面提升公共消防安全防范能力和管理水平显得尤为重要.1)将物联网技术与消防安全领域的应用相结合,给出消防物联网的结构示意图,提出摆在消防物联网研究人员面前的紧迫任务是对消防物联网技术进行深入研发,及时将研发成果转化为实际应用,提高消防行业科技水平和城市防御火灾的能力.2)下一步的工作重点是几项具体应用的研究:第一,消防应急救援领域使用无线感知设备和无线传感网络对救援现场进行监测;第二,设计出能够满足消防远程监控系统需要的物联网应用设备;第三,设计出无线感知设备,能将消防装备,火灾自动报警系统,自动喷水灭火系统中关键数据上传存储,通过消防指挥中心信息平台利用空中接口进行数据无线提取,用以灾情分析,提高防火和灭火救援工作效率,提升消防安全工作水平.参考文献1】杨震.物联网及其技术发展j.南京邮电大学,2010,30(4):9-142】landtj.thehistoryofrfidj.ieeepotentials,2005,24(4):8-113刘海涛.物联网技术应用m.北京:机械工业出版社,20114宁焕生,张彦.rfid与物联网m】.北京:电子工业出版社,20085沈苏彬,范曲立,宗平等.物联网的体系结构与相关技术研究j.南京邮电大学(自然科学版),29(6):1.116李晓维.无线传感器