來源:CPS中安網
早在上個世紀90年代，就已經提出了“物聯網”的概念，並已開始應用在各個領域，比如安防、市政管理、節能環保、醫療健康、家居建築、物流能源、交通等。目前，在消防建築設施監管領域上的應用還處於起步階段，而且基本上都是各單位獨立選購安裝與獨立工作的，很容易導致火災資訊漏報、遲報，報警設備出現故障後不能及時恢復開通的情況。
物聯網的概念
物聯網也稱傳感網，字面理解就是“物物相連”的一種網路，它是物理世界與資訊世界的無縫連接，利用射頻辨識(FRID)、紅外感應器、全球定位系統、鐳射掃描器等資訊傳感設備，獲取物品的標識、溫度、位置等物理量，並通過簡單的處理和運算，提取有用資訊並加工成固定的格式，然後按約定的協議，與互聯網連接起來，進行資訊交換和通訊，以實現智慧化辨識、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。它可以說是在“互聯網概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行資訊交換和通信的一種網路概念。
物聯網由三部分組成，包括傳感網路、傳輸網路和應用網路。傳感網路用來實現對“物”的識別，以二維碼、RFID、感測器為主。這部分是物聯網與資訊網路最大的區別之處。傳輸網路主要是利用現有的各種網路來實現資料的傳輸與計算。應用網路主要是對用戶端的資料資訊進行加工處理。
利用物聯網技術可以實現在任何時候、任何地方物品點對點的互聯互通。物聯網與資訊網路不同，它是物理世界和虛擬世界的結合，而資訊網路是一個真實的虛擬世界。資訊網路傳輸的是數位信號，而物理世界中的事物本身無法產生數位信號，必須借助各種射頻設備，為其安裝上一個“身份”辨識，並把它變得智慧化，從而形成“物聯網”。
RFID是解決這個“身份”的關鍵，也是“物聯網”最前端的關鍵技術，在“物聯網”發展中，RFID起著非常重要的作用。RFID電子標籤識別系統至少應包含電子標籤、閱讀器資料處理和儲存的設備以及系統軟體。電子標籤用來對物體進行標識，每一個處於物聯網裡的物體都嵌入或附著著唯一的電子標籤，這些標籤都含有本身特有的電子編碼。識讀器用來自動的辨識實體物件，是一種可以寫入或進行讀取標籤資訊內容的設備。天線傳遞射頻信號，用於標籤和讀取器間。
實現原理
為了維護和管理建築消防設施，消防人員要做經常性的檢查工作，而這些檢查都需要對建築消防設施進行實際操作，費時費力，而利用物聯網技術將可對建築物內的消防噴淋、消防泵、煙感、溫感、安全疏散標誌、消防安全門等消防設施的即時狀態資料，通過無線網路傳遞到消防監控中心，包括資料打包、資料壓縮、資料傳輸、資料解析、資料安全加密、指令發送接收等，可以實現消防監控中心對遍佈全市範圍的建築消防設施進行動態、即時的監視和控制管理。比如，通過在管網中安裝壓力感應晶片，即時掌握噴淋裝置的壓力資料，動態監控噴淋管網內是否有水以及管網的水壓大小;在消防泵開關閥上安裝水流感測器和無線傳輸裝置，遠端掌握消防泵的開合狀態。
高層建築配備如電梯、風機等大型機電設備,通過樓宇設備管理系統(BAS)來對這些設備的運行狀態、故障狀態及運行參數等進行檢測, 但無法即時獲知建築內任何一台設備除所有運行參數之外的其它狀態, 如電機內部線圈的絕緣情況、工作溫度、老化程度等,這是傳統的BAS系統無法達到的, 而在物聯網的技術環境下, 則可以通過在大樓內機電設備的任何需要感知的部位植入感測器得以實現, 這無疑將大大提高大樓設備管理的全面性、有效性、可靠性。
由圖一可以看出利用物聯網技術可以將工廠、學校和企業等單位的消防設施的運行情況和各項指標反映到監控中心、消防指揮中心，以及資料處理中心，實現了資料的共用。
通過對各單位自動消防設施聯網監控，可以實現單位自動消防設施的集中統一管理，有效地降低各重點單位的管理成本，保證自動消防設施的完整好用。而且通過與專業消防網路監控公司合作，可以及時地處理了一大批自動消防設施運轉不正常、維護保養方法錯誤等問題，並通過開展向聯網中單位提供網路技術諮詢，有效地提高了各重點單位內部管理人員的水準。
應用案例
消防信息資料中心。山西省消防總隊在太原建成了大陸首家消防資訊資料中心。據介紹，該技術通過資訊傳輸模組，可全面瞭解單位管理狀況和消防設施完好程度，並實現火情的及時報警功能。如單位消防系統發生故障，維護人員可在第一時間內到達現場進行處理。當遇到起火建築消防系統失靈的情況，資料中心平台可直接向起火建築消防設備發出指令，啟動消防水泵、噴淋裝置、排煙設備等相應的滅火及人員救生系統，使消防設施的作用在最短時間內使發揮到最大，避免人民群眾生命財產安全遭受不必要的損失。
消火栓智慧管理。重慶一大學在室內消火栓上鑲入智慧晶片，把消防日常巡查工作從傳統紙筆記錄轉變為高科技資訊採集。該晶片為銀盾智慧消防系統，採用最新的物聯網RFID技術和雲端運算技術，可幫助當地消防部門遠端監督重點單位的消防巡查資料。在實際操作中，巡查員只需手持銀盾終端，對事先預裝在每個巡查點上的晶片進行掃描和資料獲取即可。系統對採集的各種資料進行分析後，將對每個區域的總體消防巡查情況做出系統性報告，並和以往巡查資料做出分析比較後供消防部門參照。此外，一旦發生漏查、錯查、隱患等情況，系統將會即時自動通過手機短信或電子郵件等形式，將情況發送至單位安全負責人或相關監督部門進行提醒，以做到防患於未燃。
目前需要解決的問題
無線傳感網路問題
傳輸網路負責資料的傳輸和計算，而網路形式可以稱為WSN，即無線感測器網路，這種網路是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成，通過無線通訊方式形成的一個多跳的自組織的網路系統，其目的是協作地感知、採集和處理網路覆蓋區域中被感知物件的資訊，併發送給觀察者。它能夠實現資料的採集量化、處理融合和傳輸應用。
由於體積、成本和電源供給等條件的限制，WSN的計算、存儲和通信能力較弱，因此，對負責資料處理的微控制器(MCU)、嵌入式作業系統、無線通訊協定等都有特殊的要求。此外，由於物聯網通信中的無線通道具有開放性的特點，缺少安全保障的節點十分脆弱，設備之間傳輸的無線信號很容易被干擾必須考慮感測器的失效帶來的系統動態穩定性方面的挑戰。
容錯性問題
此外，物聯網的容錯性是必須考慮的一項指標。所謂容錯性是指系統在局部故障的情況下能夠繼續帶病工作以及能夠故障自恢復，從而達到整體功能不失效的特性。可以這樣認為，物聯網中的感測器節點通常工作在相對惡劣的環境中，它們在電力供應、計算能力、儲存空間和網路頻寬等諸多方面也都存在局限，因此，它們經常會出現失效的狀況。對於安全問題，失效可能意味著人民財產的巨大損失。
伴隨著物聯網技術瓶頸的突破和其在各領域的成熟運用，必將引起消防建築設施監控方式的大變革，屆時將會大大提高消防監督的效率以及消防設施的可用性。
(作者單位：上海消防總隊普陀支隊防火監督處)
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