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基于物联网技能设计智慧型消防装备管理系统

发布时间:2019-01-04 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    基于物联网技能设计智慧型消防装备管理系统作者: 段彬   摘要本文利用物联网技能提出智慧型消防装备管理设计思绪,重点对系统设计的关键通讯技能做了阐述,以实现抵消防装备的动态管理和调度。   【关键词】消防 物联网 装备管理
  国际电信联盟( ITU)对物联网(The internet of Things)做了如下定义:通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999年我国就启动了物联网核心传感网技能研讨,研发水平处于世界前列, 这里通过物联网技能在消防装备管理中的应用,实现消防装备的智能化、科学化管理,并与消防指挥系统相联合,提高灭火救援效率,最大限度地降低人员伤亡、财产丧失。
  1 需求分析
  消防装备管理人员要做好日常消防装备管理和维护,特别是在处置较大灭火救援事故时,要求在几个小时之内完成装备仓库和辖区已配消防装备资源的调度和保障。对于人员编制相对有限的消防部队而言,保障难度较高。需要解决以下主要问题:
  (1)如何做好消防装备仓库库存备用设备的管理?
  (2)如何做好出库消防装备的管理和维护?
  (3)如何可以实现处置灾害事故前快速高效的装备调度?
  (4)如何将装备管理系统与现有灭火救援指挥系统对接?
  2 系统组成及原理
  基于物联网技能的智慧型消防装备管理信息系统,主要由安装在消防装备上的RFID电子标签、RFID 阅读器、通讯网络设备、天线、服务器、计算机终端、消防装备管理应用软件等组成。
  安装在消防装备上的RFID 电子标签上记录了装备的各种本能和特性,如存放位置、生产日期、厂家、名称、用途、操作方法、售后服务等信息;RFID 阅读器通过无线感知的方式收集感应各类数据,再利用通讯网络将感应数据存储到服务器中,由消防装备管理信息系统软件平台对数据库中的数据进行分析处理。该系统不但能够辅助装备技师完成消防装备仓库的日常管理和维护等事务,而且能够在消防应急救援现场中,迅速查找、统计、定位、调用应急救援装备,开展应急救援装备保障事务。
  3 主要关键技能
  3.1 射频识别技能(Radio Frequency Identification)
  RFID技能是一种无线通讯技能,能够通过无线电信号识别特定指标并读写相关数据,而无需识别系统与特定指标之间建立机械或者光学接触。大略的RFID系统由标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三局部组成。其中,标签(Tag)由耦合元件和芯片组成, 安装在物品上标识指标对象,芯片的内存用来储存唯一的识别码和物品的相关数据。RFID具有数据可读写性、集成小型化、穿透性、识读快速、耐环境性和数据存储容量大等特性。基于RFID技能优点构建消防装备管理系统,在各种恶劣环境中可通过射频信号自动识别各类消防装备并获取详细参数数据,无须人工干预,操作快捷方便。
  3.2 消防装备的感知和识别
  射频感知识别是消防装备管理信息系统的基础,其技能也是物联网的核心技能。然而,当读写器信号作用范围内有多个标签时,同一时刻可能有多个标签向读写器发送信息,使读写器不能准确识别标签,即发生了标签冲突或碰撞。因此,需要一种防冲突技能以削减冲突达到快速正确识别多个标签的目的。标签防冲突本能是决定RFID系统本能的关键参数之一。标签冲突问题被定义为多信道接入问题,在通讯技能中,信道冲突解决方法大致分为时分多址法、频分多址法、空分多址法以及码分多址法四种。
  目前广泛使用的防冲突算法大都选取时分多址(TDMA),主要有基于树的算法和基于Aloha的算法。Aloha算法和二进制树算法是RFID系统中常选取的防冲突算法,这两种算法各有自己的优缺点。 Aloha算法实现较大略,但存在错误判决问题,并且其信道利用率,不符合大量标签应用局面;二进制树算法识别率较高,信道利用率高,不存在错误判决的问题,但时延长。在设计系统时要根据系统的应用局面和实际情况选择合适的防冲突算法。
  3.3 组网与互联互通
  为扩大消防装备管理系统的应用范围,就必须将感知设备(阅读器)获取的消防装备信息实时、可靠、无障碍、平安的传输到消防装备管理系统数据库和灭火救援指挥系统数据库。主要任务是将感知层采集到的信息,通过传感器网、通讯网、互联网等各种网络进行汇总、传输,从而将大范围内的信息加以整合处理。该项涉及的典型技能有Ad-Hoc(无线自组网)、WiFi、3G、TCP/IP技能等。组网技能、网间平安隔离和彼此通讯等技能也是系统需要解决的关键技能问题。
  3.4 消防装备的信息化管理
  最初,系统要利用物联网技能实现“正确感知、可靠传送、智能处理、快速调度”四项功能,综合利用传感技能、无线通讯、信息处理等技能,完成消防装备信息的采集处理,并把装备信息通过消防调度指挥网传输到消防指挥中心。
  其次,设计系统功能模块的设计:
  (1)基本信息管理:包括对装备的分类、消防队机构、事务人员等基本内容进行管理。
  (2)库存管理:消防装备设备的存储情况描述(即抵消防装备仓库位置、可供辖区消防队、仓库内的装备等信息的描述),库存查询、分析、预警、报表、盘点等。
  (3)入/出库管理:负责对入/出库设备信息进行维护,以及对出库后装备配备情况和维护保养信息进行管理。
  (4)终端设备接口:RFID 读写设备、网络设备、传输网络节点等的接口。
  (5)第三方系统接口:基础数据导入/出、消防一体化平台接口、灭火救援指挥系统接口等。
  最终,系统应勤奋能的实现: 每件消防应急救援装备都附加RFID 电子标签,相应地在后勤装备保障仓库和灾害处置现场多点设置固定或手持RFID 阅读器。消防应急救援装备在通过阅读器信号覆盖范围时,阅读器即可通过装备上的电子标签获得消防装备的信息,以追踪救援装备在灾害处置现场中的信息、库内的信息、出库时的信息等,实现对装备仓库以及救援现场的各类消防装备的自动识别、统计、定位和调度等的信息化管理与跟踪。
  4 结束语
  探索了一种利用物联网技能实现消防装备管理系统智慧化的可行方法。实现抵消防装备信息感知、传输、处理以及应急救援装备的信息化管理等,一方面辅助装备管理人员进行消防装备日常维护管理; 另一方面提高灭火救援装备的调度能力,保障应急救援响应准时和处警事务迅速有效开展,最大限度削减和降低事故发生时所造成的人身伤害和财产丧失。
  
  参考文献
  [1][德]Klaus Finkenzeller.射频识别(RFID)技能第二版)[M].北京:电子工业出版社,2001.
  [2]张新程.物联网关键技能[M].北京:人民邮电出版社,2011.
  
  作者单位
  东营市公安消防支队山东省东营市257091

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