淺析智慧消防云平臺的設(shè)計與應(yīng)用

【摘要】本文提出了一種基于云平臺的新型智慧消防控制系統(tǒng)，在保障基礎(chǔ)消防控制系統(tǒng)綜合集成的同時基于云平臺實現(xiàn)對建筑物內(nèi)人員的定位與數(shù)量統(tǒng)計，建立建筑物BIM模型基于zigbee技術(shù)為被困人員制定合理的疏散路線；節(jié)點工作情況、火災(zāi)情況皆可以在移動端實時反饋，可以輔助消防員準(zhǔn)確救援。大大提高了逃生與救援效率，避免火災(zāi)產(chǎn)生更大的損失。 

【關(guān)鍵詞】智慧消防；云平臺；zigbee 

1 概述        

在“智慧物聯(lián)"“云計算"技術(shù)高速發(fā)展的今天，消防作為保證人身安全的重要環(huán)節(jié)理應(yīng)引起人們的重視。而目前大多數(shù)消防監(jiān)控方法仍為在消防控制室設(shè)工作人員 24 小時值班，這樣的模式在一定程度上執(zhí)行困難，并存在安全隱患。同時現(xiàn)有的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)存在各個設(shè)施孤立運(yùn)行的情況，不能做到互通信息、及時反饋、協(xié)調(diào)運(yùn)行的要求，反而給消防系統(tǒng)的管理帶來了更多問題。該系統(tǒng)在將基礎(chǔ)消防控制系統(tǒng)靈活優(yōu)化整合的基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)自動報警、監(jiān)控、定位救援、規(guī)劃逃生路線的功能，同時可在云端監(jiān)控，節(jié)省了人力資源的同時也大大提高了火災(zāi)監(jiān)控的效率與精準(zhǔn)輔助消防救援的能力。 

2 系統(tǒng)設(shè)計

 系統(tǒng)總體方案：該系統(tǒng)由應(yīng)用層、綜合顯示層與感知執(zhí)行層構(gòu)成。感知執(zhí)行層連接溫度傳感器、感煙探測器等各種探測器組成各個子系統(tǒng)，判斷節(jié)點運(yùn)行情況以實現(xiàn)基礎(chǔ)的消防監(jiān)控報警功能。感知執(zhí)行層可將信息發(fā)送給綜合顯示層顯示在綜合顯示器上并上傳至應(yīng)用層。其中應(yīng)用層由云平臺端與手機(jī)客戶端組成，云平臺端可以實現(xiàn)對建筑物 BIM 模型的建立與發(fā)生火災(zāi)后計算、規(guī)劃路徑的功能；同時移動設(shè)備也可以接收云平臺發(fā)送的信息從而進(jìn)行實時監(jiān)控，圖1。

       TCP協(xié)議把數(shù)據(jù)上傳給ARM CORTEX A9服務(wù)器，服務(wù)器中的線程1通過TCP收發(fā)數(shù)據(jù)，線程 2對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，線程3開辟共享內(nèi)存，把數(shù)據(jù)實時放入共享內(nèi)存中，線程4把數(shù)據(jù)存放在sqlite3數(shù)據(jù)庫中，同時運(yùn)行BOA服務(wù)器，通過CGI程序?qū)eb瀏覽器數(shù)據(jù)實現(xiàn)雙向通信，網(wǎng)頁Web瀏覽器上實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)與控制功能。

      在應(yīng)用層：云服務(wù)器進(jìn)行路徑規(guī)劃、BIM 三維建模與zigbee定位，用來實現(xiàn)火災(zāi)逃生與救援功能同時也可與手機(jī)APP實時傳輸，同時，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)同步顯示。

     消防監(jiān)控報警系統(tǒng)：基礎(chǔ)的火災(zāi)報警監(jiān)控功能是重中之重，提供完善的基礎(chǔ)性保障是智慧消防的根基。本系統(tǒng)將消防監(jiān)控報警系統(tǒng)下分幾個子系統(tǒng)：（1）火災(zāi)報警系統(tǒng)；（2）風(fēng)控制系統(tǒng)；（3）防火門系統(tǒng)；（4）水控制系統(tǒng)。

 3 綜合控制器設(shè)計         

     本系統(tǒng)選擇ARM CORTEX A9處理器，為了接收zigbee端的定位信息，在服務(wù)器ARM CORTEX A9的主進(jìn)程中創(chuàng)建多個線程，每個線程單獨執(zhí)行相應(yīng)功能。

    線程1創(chuàng)建TCP服務(wù)端，接受信息并可以反饋指令。線程2對接受的信息進(jìn)行歸納處理并存儲。線程3創(chuàng)建共享內(nèi)存，可以接受從網(wǎng)頁發(fā)來的信息。線程4首先對串口進(jìn)行初始化，然后每隔80毫秒從串口接收 zigbee數(shù)據(jù)。線程5對zigbee 信息進(jìn)行分析，計算出計算點的信息，執(zhí)行定位功能。結(jié)構(gòu)功能如圖2所示。

圖2 綜合控制器設(shè)計框圖 

4 BOA服務(wù)器與WE頁面設(shè)計 

4.1 BOA服務(wù)器頁面設(shè)計與功能

  綜合定位功能         

輸入網(wǎng)站地址可進(jìn)入服務(wù)器首頁，系統(tǒng)可根據(jù)zigbee定位，實現(xiàn)上述對被困人員的定位，在綜合顯示屏頁面上顯示人員位置如圖3綜合顯示屏定位系統(tǒng)頁面所示，便于消防員進(jìn)行救援。

圖 3 綜合顯示屏定位頁面

4.2 Web 路徑規(guī)劃頁面

本系統(tǒng)選擇Apache作為Web服務(wù)器，Apache開放源代碼，支持跨平臺并且易與手機(jī) APP 互聯(lián)。安裝Apache用到4個文件：httpd、apr、apr-util、pcre-8.40。這樣可以提高并發(fā)進(jìn)程的處理速度與數(shù)量。在路徑規(guī)劃系統(tǒng)頁面的人員位置處輸入著火點位置，該系統(tǒng)即可規(guī)劃逃生路線。逃生路線如圖5所示。

圖5逃生路徑規(guī)劃頁面

5 安科瑞智慧消防平臺介紹

5.1平臺結(jié)構(gòu)

5.平臺主要功能介紹

5.1首頁用戶登錄成功之后進(jìn)入首頁，如圖所示。主要展示的內(nèi)容有：項目概況、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備分類、設(shè)備報警信息、報警分類、報警統(tǒng)計、設(shè)備臺賬信息等。

5.2.手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶查看電氣火災(zāi)、防排煙、消防水、消防設(shè)備電源、防火門、消防設(shè)備管理、

視頻監(jiān)控、火災(zāi)報警等子系統(tǒng)的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警信息、能耗統(tǒng)計等。

5.3產(chǎn)品介紹電氣火災(zāi)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(luò)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 結(jié)論 

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智慧消防也應(yīng)登上消防系統(tǒng)發(fā)展的舞臺，本系統(tǒng)對建筑物建立整體 BIM 模型，并將每層劃分為普通區(qū)域與逃生區(qū)域，根據(jù)云平臺上傳的消防數(shù)據(jù)并基于 Zigbee可實現(xiàn)對被困人員的定位并根據(jù)反饋的“著火點"避開火情嚴(yán)重區(qū)域，從逃生區(qū)域規(guī)劃不同的逃生路線，并將逃生路線由云平臺直接發(fā)送至手機(jī)移動端。