【摘要】現(xiàn)有消防系統(tǒng)由于基礎數(shù)據(jù)感知點有限，難以實現(xiàn)對消防場所及消防設施的全監(jiān)控和數(shù)據(jù)完善。文中通過對不同制式物聯(lián)網(wǎng)技術進行比較分析，為消防物聯(lián)網(wǎng)的構建，提供有益的參考。

關鍵詞：智慧消防云、消防監(jiān)督、智慧消防物聯(lián)網(wǎng)

1  背景

根據(jù)*消防救援局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，近十年全國共發(fā)生了228.2萬起火災，造成死亡超過1.5萬人。伴隨著城市建設的快速發(fā)展，城市消防安全風險的不斷上升，城市高層建筑和大型建筑日益增多，建筑消防安全問題越來越突出。消防工作面臨著的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)工作方式與新形勢、新任務不相適應的矛盾日益凸顯。

近年來，隨著信息技術飛速發(fā)展，現(xiàn)代城市的信息化水平有了很大提高，逐步形成了“智慧城市”的建設理念。城市消防安全作為城市建設的重要一環(huán)，逐步形成“智慧城市”相匹配的“智慧消防”。智慧消防已成為大勢所趨。

2  智慧消防

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等一系列科學技術的發(fā)展，火災科學、消防技術與消防軟科學等領域作為消防科學技術研究的主要方向。智慧消防行業(yè)逐漸向多級啟動、智能化、滅火提效、特殊領域應用等方向發(fā)展。具體來說，智慧消防就是利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、移動互聯(lián)網(wǎng)+等技術，配合大數(shù)據(jù)云計算平臺、火警智能研判等專業(yè)應用，實現(xiàn)城市的消防的智能化，是智慧城市消防信息服務的數(shù)字化基礎，也是智慧城市智慧感知、互聯(lián)互通、智慧化應用架構的重要組成部分。

2017年10月10日，*發(fā)布了《關于推進“智慧消防”建設的指導意見》，意見中提出建設“智慧消防”的任務和明確工作目標。根據(jù)該指導意見，對智慧消防提出了五大任務：

（1）建設城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)；

（2）建設基于“大數(shù)據(jù)”“一張圖”的實戰(zhàn)指揮平臺；

（3）建設高層住宅智能消防預警系統(tǒng)；

（4）建設數(shù)字化預案編制和管理應用平臺；

（5）建設“智慧”社會消防安全管理系統(tǒng)；

消防物聯(lián)網(wǎng)的構建作為五大任務之一，對于相關消防信息的獲取至關重要。也是其他任務完成的基礎。

3  物聯(lián)網(wǎng)相關技術介紹及對比

電信聯(lián)盟( ITU) 發(fā)布的ITU 互聯(lián)網(wǎng)報告，對物聯(lián)網(wǎng)做了如下定義：通過二維碼識讀設備、射頻識別(RFID) 裝置、紅外感應器、定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術很多，主要可以分為兩大類：

（1）短距離通信技術：ZIGBEE、WIFI、藍牙、Z－WAVE等；

（2）廣域網(wǎng)通信技術：LPWAN，低功耗廣域網(wǎng)。

其中低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN，LOW POWER WIDE AREA NETWORK）技術是一種革命性的物聯(lián)網(wǎng)無線接入新技術，與WI-FI、藍牙、ZIGBEE等現(xiàn)有成熟商用的無線技術相比，具有遠距離、低功耗、低成本、覆蓋容量大等優(yōu)點，適合于在長距離發(fā)送小數(shù)據(jù)量且使用電池供電方式的物聯(lián)網(wǎng)終端設備。

由于消防設施分布的區(qū)域比較廣，業(yè)務主要適用于廣域網(wǎng)技術。因此本文針對LPWAN，即廣域網(wǎng)通信技術進行對比說明。

3.1物聯(lián)網(wǎng)技術對比

目前面向物聯(lián)網(wǎng)的LPWAN（低功耗廣域技術）技術可以分為兩類：一是*頻段的廣域網(wǎng)技術，以3GPP定義的NB-IOT、LTE 演進技術eMTC等為代表；另一類是非*頻段的廣域網(wǎng)技術，包括LoRa、Sigfox等技術，不同類別的LPWAN技術方、部署方式、服務模式均存在差異。

（1）NB-IOT ：2017年6月16日，NB-IoT技術協(xié)議獲得了3GPP 無線接入網(wǎng)(RAN)技術規(guī)范組會議通過。同年，*發(fā)公告稱， 在已分配的GSM或FDD方式的IMT系統(tǒng)頻段上，電信運營商可根據(jù)需要選擇帶內(nèi)工作模式、保護帶工作模式、獨立工作模式部署NB- IoT系統(tǒng)。頻率使用有效期與相應頻段的公眾移動通信系統(tǒng)頻率有效期一致。即該技術需要應用在運營商已有頻段上。

（2）eMTC：基于LTE協(xié)議演進而來。使用*頻段，較NB- IOT來說，更適應于滿足中等速率業(yè)務。

（3）LoRa：由Semtech公司研發(fā)的低功耗廣域網(wǎng)無線通信技術。使用非*頻段，主要包括433 MHz、868 MHz、915 MHz等。

（4）Sigfox：Sigfox成立于2009年，主要用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)。使用非*頻段，法國Sigfox公司對其技術進行嚴格控制，相對封閉，生態(tài)系統(tǒng)構建相對緩慢。

表3.1 各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的技術對比

3.2物聯(lián)網(wǎng)技術定位對比

各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的定位對比如表3.2所示。

表3.2 各種制式的物聯(lián)網(wǎng)技術的定位對比

4  物聯(lián)網(wǎng)在智慧消防中的應用

消防物聯(lián)網(wǎng)是指通過物聯(lián)網(wǎng)信息傳感與通訊等技術，采用“感、傳、知、用”等物聯(lián)網(wǎng)技術手段，綜合利用 RFID、無線傳感、云計算、大數(shù)據(jù)等技術，通過互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、專網(wǎng)等通信網(wǎng)絡，對消防設施、器材、人員等狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位與跟蹤，實現(xiàn)實時、動態(tài)、互動、融合的消防信息采集、傳遞和處理，通過信息處理、數(shù)據(jù)挖掘和態(tài)勢分析。將消防設施通過社會化消防監(jiān)督管理和機關消防機構滅火救援涉及的各位要素所需的消防信息鏈接起來，實現(xiàn)實時、動態(tài)、互動、融合的消防信息采集，傳遞和處理。為政府及相關機構提供必要和可靠的信息，為*門提供高價值安全管理解決方案，利用消防物聯(lián)網(wǎng)為消防關鍵業(yè)務流程服務，利用大數(shù)據(jù)智慧輔助消防決策，提升城市消防安全水平。從而促進與提高社會消防監(jiān)督與管理水平，顯著增強機關消防機構滅火救援的指揮、調(diào)度、決策和處置能力。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，構建火災自動報警系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防水源監(jiān)控系統(tǒng)、消防設施監(jiān)控系統(tǒng)、消防通道監(jiān)控系統(tǒng)、九小場所監(jiān)控系統(tǒng)等。通過這些系統(tǒng)完成（1）自動信息采集匯總：目標檢測設備、消防設施自動檢測、移動信息采集；（2）分級分類遠程監(jiān)督檢查；（3）滅火救援信息支撐。

由于多數(shù)業(yè)務屬于小流量，大連接的業(yè)務，同時考慮安全性、可靠性以及穩(wěn)定性，目前通過租用運營商NB-IOT網(wǎng)絡或自建LoRa 網(wǎng)絡來構建消防物聯(lián)網(wǎng)成為可選途經(jīng)。

5  安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺介紹

5.1安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)結構

?火災報警子系統(tǒng)

?消防設備管理子系統(tǒng)

?消防水子系統(tǒng)

?電氣火災子系統(tǒng)

?防排煙子系統(tǒng)

?消防設備電源子系統(tǒng)

?防火門子系統(tǒng)

?視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

?應急照明和疏散子系統(tǒng)

?電能管理子系統(tǒng)

?APP子系統(tǒng)

5.2安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)功能介紹

消防設備模塊

1、系統(tǒng)通過標簽感知消防設施位置狀態(tài)消息

2、把消防設施的購買時間、到期時間、安裝時間、負責人、巡檢次數(shù)等信息都錄入到數(shù)據(jù)中心的服務器中

3、可以分門別類地對消防設備進行維護和管理；生成消防設備臺賬。

消防水模塊

1、消防水源的水位和水壓監(jiān)測儀表，通過GSM400上傳

2、消防水位水壓探測，判斷是否漏水、開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網(wǎng)漏水時，用手機app推送、短信等方式及時通知相關人員及時維修維護，保證消防安全

3、實時采集水泵控制柜電源、故障、啟停和手/自動狀態(tài)信息；實時采集主管網(wǎng)實時壓力信息；在各閥門處安裝傳感器，實時采集各閥門狀態(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）的NB煙感，也可以接入485輸出的煙感，通過GSM400上傳

2、系統(tǒng)通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現(xiàn)對煙霧、可燃氣體進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過報警值，通過設備的標簽、地理位置定位，用手機app推送、短信等方式及時通知相關人員，讓相關人員獲知相關位置的火災隱情。

消防電源模塊

1、實時監(jiān)控消防系統(tǒng)各個部分的電源工作狀態(tài)，確保消防設備供電正常，并對各個回路的過流、短路、斷路等故障報警提示

2、可長期記錄電壓電流的歷史曲線，通過一段時間的運行狀態(tài)進行分析，對可能產(chǎn)生問題的隱患進行預測。

防火門模塊

1、通過與門禁報警、視頻識別的關聯(lián)，實時監(jiān)控消防通道們的關閉及消防通道堆放物的情況

2、根據(jù)消防通道們的關閉及消防通道堆放物的情況，可實現(xiàn)緊急情況下的開閉。

視頻監(jiān)控模塊

1、用海康螢石云平臺進行接入

2、數(shù)據(jù)中心收到感應端各個子系統(tǒng)報警信息后，可調(diào)出報警詳細信息查看報警現(xiàn)場視頻輔助進行火情確認。

3、實現(xiàn)各個火災報警子系統(tǒng)之間的結合，實現(xiàn)了報警點和監(jiān)控點之間的聯(lián)動。

5.3安科瑞智慧消防管理云平臺系統(tǒng)設備選型推薦

注：以上配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇，根據(jù)實際三選一。

6  結語

智慧消防是城市消防建設的必然趨勢，智慧消防物聯(lián)網(wǎng)的建設順應智慧城市的建設潮流，是智慧城市和消防信息化建設的重要內(nèi)容。本文通過對LPWAN（低功耗廣域技術）各種制式技術的對比，以及對智慧消防應用的業(yè)務類型分析，提出相應的網(wǎng)絡選擇策略，為推進智慧消防提供有益的思路。

【參考文獻】

[1]胡劍飛.丁 寧.物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧消防中的應用研究

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版

[3]AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺.2020.5版