鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214400

　　【摘要】隨著時代的發(fā)展，科學技術的進步，智慧時代這一理念被正式提出，消防系統(tǒng)作為國家公共安全行業(yè)的基礎，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧消防系統(tǒng)設計與應用是現(xiàn)階段的工作內(nèi)容。本文首先簡單了解了智慧消防系統(tǒng)總體架構搭建方法及系統(tǒng)組成，然后從操作功能、通信功能、數(shù)據(jù)處理、其他功能、軟件平臺等方面對智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件進行設計，對設計完成的智慧消防系統(tǒng)進行試驗分析具體性能。

　　關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)  智慧消防系統(tǒng)  操作功能  通信功能

　　隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，社會不斷進步，但是其他方面的社會問題卻逐漸凸顯出來，其中消防救援行業(yè)問題凸顯。在信息技術革命不斷發(fā)展的今天，利用信息技術、通訊技術等現(xiàn)代化手段實現(xiàn)消防救援信息化建設，對消防工作實現(xiàn)現(xiàn)代化管理，是消防救援現(xiàn)階段的工作。國內(nèi)外的實踐證明，智慧消防系統(tǒng)在消防工作中可以發(fā)揮出巨大的作用，是未來現(xiàn)代化消防發(fā)展的主要趨勢，應該得到優(yōu)先的發(fā)展。

　　一、智慧消防系統(tǒng)總體架構搭建方法

　　智慧消防系統(tǒng)是當今時代發(fā)展的主要趨勢，對消防行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有這十分重要的促進作用，智慧消防系統(tǒng)是基于柵格化網(wǎng)絡構建而成，借助互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)的一個自感知、自適應網(wǎng)絡，本文設計的智慧消防系統(tǒng)總體架構搭建方法以及系統(tǒng)組成包括：

　　1、智慧消防系統(tǒng)采用的體系架構是面向服務對象的，結合了云計算技術，實現(xiàn)了音視頻數(shù)據(jù)交互等核心功能。

　　2、在智慧消防系統(tǒng)中采用了統(tǒng)一的接入標準，其中還兼容了 SIP、H.323、Oonvif、PSIA等協(xié)議，也正是通過這些協(xié)議改變了音視頻數(shù)據(jù)原有的接入方式， 成為了 IP 網(wǎng)絡接入方式。

　　3、智慧消防系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)資源被無級別放置在云服務平臺上，不同的單位可以受地域、級別的限制，調(diào)度資源，實現(xiàn)了資源共享。

　　4、在智慧消防系統(tǒng)中，根據(jù)不同任務用戶的實際需要，建立了預設組網(wǎng)功能，基于這種功能，可以在網(wǎng)絡上臨時召開不同的會議。

　　5、智慧消防系統(tǒng)中采用的是計劃指揮平臺，這種基于流程化思想研發(fā)的出來的平臺，可以有效解決傳統(tǒng)消防工作指揮過程中出現(xiàn)的問題。

　　6、智慧消防系統(tǒng)中可以根據(jù)用戶權限調(diào)整平臺權限，以此形成網(wǎng)絡自適應，保證消防工作開展過程中調(diào)度、指揮的順利進行。

　　除此之外，還形成了多屏畫面的遠程同步技術、執(zhí)勤管理系統(tǒng)、音視頻數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及語音保底通信功能。

　　二、智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件設計

　　智慧消防系統(tǒng)中硬件是軟件的載體，在監(jiān)控平臺中包括了 ARM 處理器和CAN 通信模塊、存儲模塊、語音模塊、顯示模塊、矩陣鍵盤、調(diào)試串口、SD 卡模塊、網(wǎng)口模塊等部分，其中 ARM 處理器是核心控制模塊。

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　　本文以智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺的軟件設計為例，進行詳細的設計分析，智慧消防系統(tǒng)的首要原則就是要保證操作簡便，要盡可能地簡化人員的操作步驟，因此監(jiān)控平臺應該提供可視化的操作界面以此幫助操作人員更快的完成操作，圖 1 為智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件中的操作界面功能。

圖 1 智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件中的操作界面功能

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　　在智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺軟件設計中通信功能的實現(xiàn)也非常重要，對于智慧消防系統(tǒng)而言，重要的就是數(shù)據(jù)的實時有效性。在智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺和終端設備一般會采用 CAN 總線的方式進行通信，但是在實際應用的過程中，非常容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況?？紤]到這個問題，本文在設計時，采用了 FIFO+Hash 算法，這種解決方案可以對 CAN 總線傳遞過來的數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級處理，然后采用多線程的方式對 A 線程進行循環(huán)讀取，并且將讀取到的CAN 數(shù)據(jù)插入到設定好的 FIFO 隊列中。B 線程則對 FIFO 隊列進行出隊操作，從而有效解決 CAN 數(shù)據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟包問題。

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　　在智慧消防系統(tǒng)中監(jiān)控平臺和管理平臺之間涉及到大量的業(yè)務，因此不同的業(yè)務的通信方式不同，數(shù)據(jù)處理也不同，在終端設備上，需要對傳輸?shù)男畔⑦M行分析處理。尤其是在分析火災情況時，需要智慧消防系統(tǒng)中的火災自動報警和消防聯(lián)動系統(tǒng)在一時間動起來，因此數(shù)據(jù)處理設計和數(shù)據(jù)分析設置都需要形成明確的設置。不僅如此，在平臺上的信息都會進行統(tǒng)一管理，以此解決了傳統(tǒng)消防工作中出現(xiàn)的記錄不完整問題，避免消防過程中因為信息缺失，而錯過搶險時機。除了上述三點內(nèi)容之外，其他功能設計也十分重要，在監(jiān)控平臺中，還要實現(xiàn)短信發(fā)送以及聯(lián)網(wǎng)報警功能，以此才能夠保證數(shù)據(jù)的正確性。

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　　綜上所述，在設計智慧消防系統(tǒng)時，要選擇功能強大、穩(wěn)定性較高、開發(fā)周期較短的操作系統(tǒng)，還要盡可能的降低開發(fā)成本，因此，智慧消防系統(tǒng)軟件平臺設計搭建一般選擇 Linux內(nèi)核進行，編程語言程序采用 QT 語言，開發(fā)環(huán)境為 QtCreator2.4.1，交叉編譯器采 用 arm-linux-gcc-4.4.1。 首先在虛擬機上進行開發(fā)，在開發(fā)成功后，在進行交叉編譯，將開發(fā)成功的程序移植到 ARM 板上。

　　三、智慧消防系統(tǒng)監(jiān)控平臺測試應用

　　（一）試驗測試環(huán)境構建

　　在完成智慧消防系統(tǒng)的設計后，還要進一步驗證系統(tǒng)的使用情況，系統(tǒng)功能測試主要是根據(jù)系統(tǒng)功能進行測試，主要采用的是黑白盒測試方法。軟件環(huán)境中包括 IAR 開發(fā)軟件、串口調(diào)試助手等，硬件環(huán)境包括電源適配器、溫度、濕度、煙霧濃度傳感設備等。在完成具體的構建工作后，就可以在虛擬機上運行 Linux 操作系統(tǒng)。

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　　根據(jù)：操作界面功能測試、通信測試和數(shù)據(jù)分析處理功能測試的結果顯示，本文設計出來的智慧消防系統(tǒng)可以通過模擬火災現(xiàn)場情況，引入干擾源，在數(shù)據(jù)傳輸過程中的，數(shù)據(jù)前后一致，通信正常，數(shù)據(jù)準確性較高，也沒有出現(xiàn)丟包的情況，同時，數(shù)據(jù)處理也可以正常運行。比如，將智慧消防系統(tǒng)應用在消防監(jiān)督工作中，可以改變傳統(tǒng)的消防監(jiān)督模式，相關人員可以登錄這個系統(tǒng)，查詢有關單位的消防設施情況，明確不同場所中的消防信息，包括： 疏散通道、消防水源的具體位置，還可以對消防產(chǎn)品的維護情況、使用情況等信息進行的了解。對于智慧消防系統(tǒng)來講，只有建立起來消防物聯(lián)網(wǎng)，才能夠建立起相應的智慧功能。那么首先就要收集掌握智慧消防所需要的信息數(shù)據(jù)，并且建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議， 基于此，才能夠進一步組建相應的智慧消防系統(tǒng)，更好的為社會服務。

　　四、安科瑞智慧消防服務云平臺介紹

　　4.1 安科瑞消防云平臺系統(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)

　　4.2安科瑞智慧云平臺系統(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/?？低暎∟B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?？滴炇破脚_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。

　　五、安科瑞智慧消防服務云平臺推薦配置

　　5.1 平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

　　推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

　　5.2 系統(tǒng)現(xiàn)場推薦硬件配置清單：

　　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。

　　六、產(chǎn)品介紹

　　6.1 電氣火災監(jiān)控探測器

　　ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網(wǎng)絡上傳，單表流量說明：

　　上傳間隔一分鐘， 小于30M/月；

　　上傳間隔二分鐘，小于15M/月；

　　上傳間隔五分鐘，小于10M/月

　　6.2 ARCM300D產(chǎn)品介紹

　　ARCM300D 智慧用電在線監(jiān)控裝置是針對 0.4kV 以下的 TT、TN 系統(tǒng)設計的智能電力裝置，具有的單相交流電測量、遙信輸入、遙信輸出功能，以及 RS485 通訊或 GPRS 無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數(shù)實施監(jiān)控和管理。

　　產(chǎn)品采用的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡化于身，是建筑監(jiān)控裝置預防監(jiān)控、系統(tǒng)絕緣老化預估等的理想選擇。同時將原有 RS485 通訊升級為 GPRS 無線通訊方式，解決了現(xiàn)場布線難的情況，提高工作效率。作為種的智能化、數(shù)字化的采集元件，該智能裝置已廣泛應用于各種控制系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。

　　七、結語

　　綜上所述，當代消防行業(yè)應該利用信息技術以及通訊技術，建立健全智慧消防系統(tǒng)。智慧消防系統(tǒng)的應用不僅可以為消防工作贏得更多的時間，降低火災帶來的危害，同時智慧消防系統(tǒng)也可以降低消防行業(yè)的成本， 讓消防行業(yè)得到發(fā)展。經(jīng)過具體的試驗可以發(fā)現(xiàn)，本文從操作功能、通信功能、數(shù)據(jù)處理、軟件平臺這些方面設計出來的智慧消防系統(tǒng)符合消防行業(yè)的需求，可以實現(xiàn)消防行業(yè)中的基礎功能。