基于窄带物联网的消防联动和智能疏散系统

一、引言

随着经济的高速发展, 大部分公共场所电子设备越来越多、类似于商场等地人员密度很大, 无形之中为消防安全带来了隐患。全世界每天发生10, 000多起火灾, 造成数百人死亡。近年来, 我国每年发生大约4万起火灾。做好消防工作, 是加强和创新消防安全管理, 落实责任, 加强预防, 纠正隐患。巩固基础, 进一步提高消防和消防应急救援能力, 不断提高公共消防安全水平, 有效防止火灾, 减少火灾隐患, 为了经济和社会的发展, 人民创造了良好的消防安全环境。与传统的火灾监控系统相比, 基于互联网的无线监控系统基于最新的NB-Io T技术。在数据传输过程中, 使用无线通信将传感器收集的数据发送到数据中心。数据中心的计算机系统分析接收到的数据。也就是说, 是否有可能发生火灾或是否有火灾, 并根据具体情况采取相应措施。保持可能的火灾或将火灾造成的损害降至最低。因此, 无线消防系统应具备以下功能: (1) 传感器终端节点的传感器采集环境参数, 完成数据采集, 数据处理和数据传输功能; (2) 由传感器终端节点收集的数据通过路由器节点或直接发送到协调节点进行汇总。 (3) 通过分析火点位置, 快速规划被困人员的最佳逃生路线[1]。

二、基于物联网的消防联动和智能疏散的系统架构

基于物联网的消防联动和智能疏散系统主要由消防设施监管模块, 火灾监测及预警模块, 智能疏散模块, 集中控制器和监控中心组成。用户工作站或数据监控中心通过电信运营商向集中控制器提供NB-Io T网络连接来接收或发布指令;集中控制器通过Lo Ra构建的局域网与其下属的各模块连接, 按指令要求执行温湿度, 管道水压, 人流量等参数的采集, 并对采集到的信息进行综合分析处理, 根据分析处理结果实现下属模块的对应输出, 从而构筑了前端监测和预警端与远端数据中心交互的桥梁, 实现了火灾监测、预警和人群智能疏散等功能。基于物联网的消防联动和智能疏散系统的体系结构如图1所示。

(一) 消防设施监管模块

火灾探测模块包括水箱水位探测器, 管道压力探测器和消防泵。通过这两个探测器可以实时地检测消防设施是否处于正常状态, 当检测到的水位和水压有异常时, 系统会产生报警信号, 并把报警信号传输到上位机, 通知相关人员检修消防设备。当检测元件检测到水箱液位低于安全值时, 主控芯片会发出指令使水泵执行泵水操作[2]。

(二) 火灾检测及预警模块

火灾探测和预警模块主要包括烟雾探测器, 温湿度探测器, 火焰探测器, 可燃气体探测器, 手动报警装置和GSM模块。烟雾探测器, 温度和湿度探测器, 火焰探测器和可燃气体探测器用于收集数据。通过Lo Ra建立与主控芯片之间的连接。手动报警模块可以实现当传感器产生故障或者火情刚起还未达到报警值时, 仍然可以通过手动的操作报警, 从而实现快速反应, 减少损失。GSM模块具有基于GSM网络发送SMS消息, 语音呼叫和GPRS数据传输的基本功能。当发生火灾时给消防人员或者楼宇监控人员拔打电话, 发送信息通知其采取必要措施。

(三) 智能疏散模块

智能疏散模块主要由安全通道指示灯, 逃生通道门, 人流量探测器组成。发生火灾时, 系统可根据火点位置改变灯光方向, 引导人员向远离火点的方向撤离。当火点靠近走廊出口时, 出口上方的撤离出口必须处于关闭状态, 以便人群可以避开危险的撤离火场附近火点附近的出口。在火点以下的地板上的人员可以撤离到任何出口, 以尽快实现疏散目标。逃生门通道会在火情发生时立即打开, 加快人群疏散。利用部署在各楼层通道和同一楼层不同位置的人流量探测器可以将整栋楼划分成不同的区域, 这样可以基本确定被困人员的区域和人数, 有利于救援[3]。

三、结语

基于物联网技术的消防联动和智能疏散系统将为迅速提高现代快速响应能力做出不可磨灭的贡献。为消防系统现代化奠定了信息基础, 促进了消防调度指挥系统的进一步发展和完善。

摘要：随着科学技术的发展, 信息社会的建设不断完善。借助物联网技术, 中国的消防安全工作将向现代化和智能化方向迈进。本项目设计了一种基于NB-IoT的消防联动和智能疏散系统。使用可燃气体探测器, 温度探测器, 烟雾探测器, 紫外火焰探测器等无线传感器, 实时收集消防设施的运行状态信息和消防信息, 并通过LoRa将信息发送给以STM32芯片为核心构建的主控器。主控制器全面分析信息后, 通过NB-IoT将数据上传到服务器进行实时监控。并根据火情信息及时启动消防设施, 通过灯光, 广播等智能疏散被困人员。

关键词：NB-IoT,消防联动,智能疏散,物联网