《物联网技术在消防监控中的应用探析》4000字（论文）

物联网技术在消防监控中的应用探析TOC\o"1-3"\h\u目录TOC\o"1-2"\h\u177441绪论 1281902物联网的体系结构 2263992.1感知层 2229252.2传输层 27362.3应用层 2313003物联网技术在消防监控中的具体应用 367683.1.RFID技术在消防监控中的应用 3178123.2传感网络在消防监控中的应用 413103.3智能技术在消防监控中的应用 460904结论 528505参考文献 6摘要：为解决火灾频繁发生带来的安全问题，本文对物联网在消防上的应用方式进行研究，分析物联网在消防监控系统中的作用，对现有的消防网络系统提出不足，提出消防监控的物联网理念，使物联网在消防监控领域所做的应用范围更加广泛。通过对物联网技术的分析，结合消防系统实际需求，将其引入到消防安全监控领域中，以期对于消防行业的研究人员提供参考。1绪论当前物联网技术领域中的应用研究多围绕物联网概念，网络架构、关键技术等方面展开、接入安全[1]等等，对基于物联网消防监控信息进行全面展示和管理，则涉及很少。因此，如何将消防监控中的各类数据有效地整合成一个整体，成为亟待解决的重要课题之一。基于物联网消防监控信息存在数据量庞大、数据源多种多样、不同性质的特征等等，采用常规数据处理与表达方式，不利于消防监控。因此，如何将先进的信息技术运用于消防监控信息综合管理系统是当前亟须解决的关键问题之一。增强现实技术等、三维可视化技术开阔了眼界，给人一种综合，直观，快捷的感觉、精确地了解许多复杂和抽象的信息，为我们提供了一个良好的方法。本文将这两种先进技术引入到物联网系统当中，提出一种基于物联网的消防安全监控信息系统设计方案。通过对物联网获取的实时监控视频进行处理、人员车辆位置、实现了红外周界报警、激光扫描等物联网信息和三维地理信息的集成展示和管理，能让整个安防态势变得清晰明了，使得各种消防监控信息的获取变得全面、直观地显示出来，可以通过对各类信息进行关联分析获得新的有用信息，提升消防监控实战价值。2物联网的体系结构2.1感知层感知层在物联网中所扮演的角色，像人的感觉器官对人的影响，用于感知层，其功能是感知外界环境，如温度，湿度，压强，光照，气压等、受力情况[2]及其他资料，使用感知网对信息进行感知，从而实现信息采集。感知层在物联网中起到了重要作用，它能够实现对物理空间内物体状态的检测以及识别。所述感知层包括传感器，射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)，电子产品代码(ElectronicProductCode,EPC)及其他数据采集设备的构成，还包括小型数据处理设备等[3]，该装置的功能是在接入网关前传输数据，还包括传感器网络。感知层与物理层之间有很强的耦合性。感知层的主要功能是获取物理世界的信息、自动识别与智能控制。感知层为整个系统提供了基本的硬件支持，它能够在各种复杂的环境中进行有效的识别和定位。2.2传输层若把传输层置于人体内，然后，传输层相当于人体神经系统。神经系统能够对外界环境变化做出反应并产生相应的生理电信号。神经系统把感觉器官所获取的信息转移给大脑，以处理信息，然后，传输层是把感知层得到的多种不同信息传输给处理中心，由处理中心处理。在物联网领域，数据传输与处理都要用到传输层，所以研究传输层具有非常重要的意义。当前在已有通信网与互联网基础上，物联网传输层应运而生，包括多种无线网关，有线网关等、接入网与核心网，主要功能为感知层双向传递数据与控制信息，实现路由与控制。本文设计了一种以物联网为主干，融合无线网络技术和无线通信技术相结合的新型数据传输网络架构方案，该方案采用“一主两辅”模式构建物联网传输网络。通过综合运用有线传输系统与无线传输系统，并与超宽带(UltraWideband,UWB)等技术相结合、，实现了对数据的管理与加工，其核心是对数据，即实现了数据存储，查询，挖掘等功能、分析，并对不同的应用进行数据决策与分析。2.3应用层物联网能将全球范围内的人和物都联系在网络中，应用涉及面广，包括家居、医疗、城市、环保、交通、农业、物流、消防监控等方面。物联网应用涉及了许多的行业，包括了甚至可以说是方方面面[4]。物联网通过人工智能、中间件、云计算等技术，为不同行业提供应用方案。3物联网技术在消防监控中的具体应用3.1.RFID技术在消防监控中的应用RFID技术在消防监控的各项领域中有着广泛的应用，使用RFID技术以安全监管为依据，建立健全信息的采集方案和处理方案，保证信息传递顺利与信息共享全面，将建筑物打造成信息化、规范化和可视化的现代化建筑物，从而使建筑物的工作人员的安全生存率大大提升。在消防监控领域中，以火灾最为严重的灾害事件，关于火灾建筑中人员的疏散，一直以来都是人们研究的重难点问题也是一直以来亟待解决的问题。理论层面上来讲，应急管理人员经常使用各种安全疏散模型来进行模拟研究，但这是关乎人员性命的问题，仅仅从理论上来讲是远远不够的，如果将RFID标签集成安装在建筑内人员的工作证上，然后后台监测工作人员的数量和动态，那么在真正发生突发灾害事件工作人员在逃离的情况下，救援人员就能够清晰直观地了解人员逃离的整体情况，从而有针对性地设计实施救援方案[5]，节约救援时间，从而大大提高了救援的存活率。因此，使用RFID技术能够有助于救援人员在灾害事件中有效率有保证的解救人员，从而实现了高效救援。3.2传感网络在消防监控中的应用无线传感网络是大量按无线的网络、传感器节点以多跳方式进行通信，组成传感网络，将无线传感网络用于灾害场景中，基础单元可通过全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)定位获知其位置坐标，并以之为基准进行定位。为了避免外界环境对整个系统造成干扰，需要安装有一定数量的放置单元。救援人员将放置单元安放在建筑物内部各关键地点，激活该功能后，你将根据附近其他基础单元所处的位置决定你的位置，以广播的方式告知周围其他装置，让附近其他装置都能作为借鉴，并且所在位置的温度信息和一氧化碳浓度等也能通过放置单元能够实时监测，控制单元将把这些消息实时地传过来。当发生火灾时，消防部门可以及时掌握整个区域范围内所有需要救助的目标点的位置信息，以便快速进行营救。救援人员将携带移动单元，向移动单元传输救援人员身体的重要参数，为后方监测提供资料，本实用新型能够对救援人员施救时身体情况进行参数监控，若移动单元取得周边多于四个参考设备位置信息，则可计算其位置信息，再向所述控制单元发送消息，由于救援人员在救援行动中处于危机状态，不能停滞于一处，寸步难行，在随时运动，因此，移动单元需要以更高频率工作，以获得其位置信息，并向后方检测人员上报。3.3智能技术在消防监控中的应用智能技术应用于消防监控领域，体现为智能手机互动，智能设备等。智能安防产品包括了视频监控、火灾探测报警以及远程控制三个部分。其中智能视频分析技术属于高端监视技术的一种，采用计算机图像视觉分析技术，对视频内容进行智能运算，实时解析，分离场景的背景与对象，然后锁定目标，用于照相机场景下的跟踪。当被跟踪物体进入特定环境后，系统根据预先设置好的规则，对该对象进行检测、识别和定位。用户借助视频内容分析功能，设置不同相机场景下警报规则，一旦情景中发生了物体违反规定规则，系统自动报警。同时，当发生报警事件时，监视工作站根据预先设置的警报声或声音向管理员提供报警信号。监视工作站自动弹开警报信息，以及警告音。警报器可以接收到警报信息后及时做出反应，将危险情况发送到远程控制中心，实现对事件发生地点的精确判断和指挥调度。消防方面，按照国家《火灾自动报警系统设计规范》，建筑物保护区安装感烟探测器。感烟探测器是一种安装在防火区域内的红外探测设备。探测器能探测到空气烟雾浓度，判断火灾的发生与否，及时发出警报。因此，感烟探测器是一种很有应用前景的消防设备。但这一传统探测器已经无法适应不断增长的消防需要。所以我们用智能技术把传统探测器提升到智能感知能力，以及采用无线传感器网络技术组建网状网络，在最优路径上互相通讯。在这种情况下，消防安全成为人们关注的重点。通常，智能探测器会按照采样周期对采集到的数据进行计时唤醒。若检测出有人靠近或进入探测区域，则开启声光报警和自动休眠功能，在无人参与条件下仅通过蜂鸣器发出声响来提示附近人员注意。智能探测器检测值明显升高时，当到达所设阈值一半后，启动探测器，采样周期减少为原来的二分之一，启动蜂鸣器，进行中等频率危险报警，观察时间。当检测值再次下降，则自动进入休眠模式。若检测值在这段时间内持续上升，探测器会迅速启动邻近探测器。如果此时还未到达设定阈值则进入休眠模式，直到检测结果低于或等于设置阈值为止。在检测值大于设定阈值的情况下，探测器将进行火灾报警，蜂鸣器发出刺耳、快速的响声。当消防队员到达火场后，可以根据探测结果及时采取相应措施来控制或扑灭火灾。此外，报警探测器还告知非报警探测器它的上级备份数据，从而，尽管毁坏了一些控制器，造成一定损失，救援人员仍可利用PDA获取存活下来的未破坏探测器内火灾区域内烟气浓度及其他重要参数，针对火灾进行了常规演练、判定火势走向，阻止灾情蔓延影响深远。看到的监控画面中未报警探测器呈绿色，黄色是危险报警探测器显示的色彩，红色是指发生火灾报警探测器区域内呈现出来的色彩，这种分割很容易地给救援人员提供救援方向，利于救援人员进行抢救。4结论物联网在消防监控领域的发展为人类作出了巨大的贡献，避免了许多伤害，检测灾害的数据，检测在灾害环境下救援人员以及待解救人员的身体数据，位置数据，能够大大缩短救援时间，为宝贵生命保驾护航。国家应该大力培养相关人才，促进物联网产业在消防监控方面快速发展，为后续的产业发展做好人才储备，同时国家也应该建立健全关于物联网发展的有关政策，为物联网的发展扫清障碍，国家也仍要加大物联网技术攻关的投入力度，争取早日掌握物联网核心技术。参考文献[1]马原野.基于物联网的公共安全信