智能消防栓远程监控系统设计与实现

刘继清

摘要：本文简单分析了智能消防栓远程监控系统的需求，并阐述了智能消防栓远程监控系统的设计原则及技术方案。

关键词：物联网;智慧消防;远程监控

一、引言

消防安全涉及千家万户，事关人民群众生命财产安全。消防安全，责任重于泰山。习总书记曾指出“消防建设对提高防灾减灾救灾能力、维护社会公共安全、保护人民生命财产安全具有重大意义。”

如何综合运用物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术，开展消防控制室及重点单位消防远程监控系统建设，实现重点单位远程联网监控，电气、水、燃气、自动消防设施、视频的动态监测与防火巡查管理具有现实意义。

二、设计原则

（1）可靠性原则

传感器是消火栓智能监测终端的核心，敏感元件的可靠性将决定整个系统的可靠性的关键。因此，在系统设计中，采用金属溅射薄膜的压力传感器，确保在长期加压运行的情况下的长时间、高可靠性运行。由于压力传感器负责采集消防栓管内的实时压力，压力传感器安装使用后，一直处于加压工作状态，因此，要求传感器具有长期抗疲劳、可靠性高的特点。目前，只有金属薄膜工艺的压力传感器能满足以上要求。

（2）稳定性原则

稳定性一般是指系统的正确性、健壮性两个方面，本系统是在网络环境下运行的，并且系统管理的数据量大，数据的使用并发性强等，这些特点对系统的设计提出了更高的要求。因此，一方面系统在提交之前应该反复测试，把错误减少到最小程度，保证系统的正常的运转;另一方面，系统必须有足够的健壮性，在发生意外情况下，能够很好的处理并给出错误提示，并且能够得到及时的恢复减少不必要的损失。

（2）先进性原则

在系统的总体设计上，采用国际上先进的且成熟的大数据、互联网、物联网、云计算、人工智能技术，借鉴各相关技术开发模式的成功经验和做法，采用国际先进的面向服务的 SOA 体系架构，使得设计更加合理、更为先进。在软件的开发思想上，严格按照软件工程的标准和面向对象的理论来设计，保证系统的先进性。

（3）开放性原则

为适应将来业务和技术发展的需求，系统建设必须具有较强的开放性，系统应基于面向服务（SOA）的理念构建，需实现底层的接入与业务的处理分离，实现服务的封装、重用，在增加新业务时不需要更改系统的软件结构和网络结构。硬件产品通信协议符合《消防设施物联网系统技术标准》，在做好分级分类管理的情况下，系统要重点做好对各类使用管理数据专业服务系统的开放协调。

（4）可扩充性原则

面对信息技术的高速发展，系统应用应具有非常好的扩充性，重点解决基础数据采集、感知层数据的数据采集、上传和存储分发。能够在不更改系统的软件结构和网络结构的前提下，方便的支持系统扩容，并对未来新业务有扩充的能力。最后，可扩充性原则还应着力做好系统运行后的系统维护开发。线下专业化运营维护开发是支撑系统可持续发展的核心，是支撑系统有效运行的又一重要生命力之所在。

（5）经济性原则

系统的软件、硬件的配置应立足于合理实用，充分考虑业务规模和结构的发展变化，使所使用的系统构架和应用开发均具备可扩展性，能够随着应用的逐步完善和信息量的逐渐增加不断地进行扩展，同时在软件系统的开发中，系统设计尽量模块化，各个功能模块尽量做到可自定义重复利用，并要为今后发展留有余地，减少因业务发展，系统升级而造成的浪费，取得较好的投资效益。智能化自动采集装置应以简单、实用、有效为选择原则，在确保“全”的前提下，先解决“有”的问题，重点靠优化方案降低费用成本，之后再靠加大自主开发，降低费用成本。同时要注意综合运用多种简便渠道不间断全面采集信息。

三、技术方案

（1）系统总体架构

众所周知，信息系统由感知、传输、存储、处理、反馈与执行等环节构成，信息技术主要指：传感器技术、通信技术和计算机技术。整个信息系统中传递处理的是“数据”，传感器作为数据采集的功能器件，是信息技术的基础核心技术。

消防设施物联网的系统体系架构自下而上应由感知层、传输层、平台数据层、应用层构成。

（2）系统功能

消防设施物联网系统应具有联网用户信息、消防设施的日常管理信息及其信息交换的功能。

数据应用平台的功能应符合下列规定：

1、应在GIS上实时展示所采集消防设施的运行状态信息;

2、应能支持数据访问的接口;

3、应支持人员自主注册，并可通过角色定义访问权限;

4、应具备信息查询、显示、推送的功能;

5、应支持视频的接入;

6、应具备人员管理功能和信息的可维护性;

7、应对采集的消防设施故障信息报警。

（3）消火栓智能检测终端

一般市政消防管网的水压在0.25-0.35MPa，消防栓栓口动压力不应大于0.50MPa，离泵站近的水压值较高，未端水压较低，也就意味着每个消火栓的出水口压力也不尽相同，通过对消防栓附近管网以及每个消防栓栓口安装测压点进行水压监测和流量监测，可以实时监测整体消防管网和所有消防栓出水口的水压、出水情况等状态信息。

普通消防栓加装智能物联网系统之后，由传感器收集到消防栓状态信息后，通过NB-lot网络发送到云端服务器处理并将数据传送到监控中心。当系统检测到消防栓用水、撞倒、水压超限等报警触发时，服务器通过物联网云平台将报警信息显示或者发送至手机终端APP。

智能消防栓监控系统通过监测消防栓状态、地理位置、用水情况、水压信息、安全信息等，运用物联网云系统对消防栓的信息进行处理、分类、统计和分析，从而达到日常消防栓全面管理和戰时合理规划，使用每个可利用消防栓，充分发挥救灾现场的有限兵力。消防员或者维护人员也可以使用GIS功能查找附近位置的消防栓及其状态信息。

（4）基础数据库

基于扎实可靠的底层数据分析和底层子系统应用开发。为了强化系统的稳定性，进一步做实基础开发，进一步建立中观层面的基础数据库。结合消防管理和水源管理更高层次、更为明确的监管要求，为实现二者的有机融合，更好地服务于城市消防管理，基础数据库拟按照消火栓基础信息、消火栓地理信息、消火栓状态信息、消火栓巡查检修信息、消火栓用水信息、消火栓管理单位与人员信息全面建立基础数据库。

1、消火栓基础信息，包括消火栓二维码、建设年月、品牌、结构、维护管理单位、责任人等。

2、消火栓地理信息，包括区、街道、社区、道路、经度、纬度等。

3、消火栓状态信息，包括压力、温度、电池电量、流量等

4、检修信息，包括维修单位、维修内容、维修时间等

5、报警信息，包括告警时间、告警内容、故障排除时间、排除人员、跟踪记录等。

6、系统日志包括操作人员日志、系统配置修改记录等。

四、结论

物联网时代的到来，为城市消防远程监控系统的设计与实现提供了基础支持。

智能消防栓物联网远程监控系统不受任何天气影响，达到无遗漏实时设备监控，实现了消防栓水压监测及撞倒的状态信息实时监测、消防水压监测、水压超限实时报警、消防栓GIS定位导航等功能。实现了消防栓的状态信息实时掌控、灾区分布、区域分析等多维度分析及相关资源的动态可视化展示。同时还可以提供数据接口对接供水公司、消防部门、数据资源管理局等各单位已有管理系统，实现信息化和智慧化建设。

参考文献

【1】陈欢练.基于物联网技术的城市消防远程监控系统的几点思考【J】.科教导刊：电子版，2017（05）：226.

【2】杨琳.物联网背景下的城市消防远程监控系统探究【J】.科技资讯，2018，16（3）：14-15.