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1、基于物聯網的高層建筑防火預警系統研究摘要：近年來，高層建筑層出不窮，作為應急領域的高層建筑的防火問題一直是我們研究的重點，而火災發生后如何能夠準確、快速地得到現場信息在技術上是其中的一項難點。研究一種在物聯網技術的基礎上設計而成的高層建筑防火預警系統，以現實生活中的實際需求為出發點，首先在對該系統的軟硬件設計之前，我們先勾畫出了本套系統的系統結構圖。在火災現場采用風速和風向傳感器相結合、溫濕度傳感氧氣傳感器配合使用的方式替代了傳統的單一的獨立的傳感器來檢測高層建筑的周圍環境信息，顯然在很大程度上避免了由單一的獨立的傳感器所造成的漏報、誤報，從而實現即時準確預警的目的，為人員的有效疏散和指揮救援2、提供科學依據。關鍵詞：高層建筑；物聯網；防火預警中圖分類號：f25文獻標識碼：adoi：10.19311/ki.16723198.2017.22.0201引言科學在發展，人類在進步，在改革開放30年間，高層建筑已不知不覺地籠罩在我們身邊，與此同時所帶來的火災隱患也逐步加深。我們知道火災是一種在時間和空間上失去人為控制并造成一定損害的燃燒過程，一旦發生，不僅經濟損失嚴重，還可能造成人員傷亡，后果十分可怕。于是，人們結合已開發的火災探測器和現在正在研究和開發的各種類型的火災探測器就高層建筑防火問題給出了多種解決方式，例如我們可以在任何一棟高層建筑中實現了一點看守、全面監測，這樣一來在很大程度上實現3、對高層建筑物發生火災的監測與預警的功能。但是當火災發生時，首先受到損害的就是電力供應和通信設施，進而使其無法正常工作，而獨立的聯動設備又需要使用市電和有線通信設施，因此可能導致火情的無法及時準確發現，火焰快速蔓延，造成嚴重損失。為了有效的防止火災，確保人身安全，盡可能地減少社會財產的損失。我們要在降低引起火災因素的情況下，實現當發生火災時，能夠及時發現及時控制，將火災消滅在萌芽階段。為此，作為一個預防火災的重要措施，高層建筑火災預警系統已經成為當代社會建筑設計的強制性和必要性要求之一。2物聯網技術所謂物聯網技術就是基于互聯網技術之上研究擴展的一種新型網絡技術。其無處不在的末端可以端延伸和擴展到4、了任何物品與物品之間，然后通過各種網絡進行信息交換和通訊，從而實現對所監管物體的高效、準確、安全的一體化操作。物聯網的系統結構如圖1所示。3防火預警系統設計3.1系統結構設計本文開發一套在火災現場采用風速和風向傳感器、溫濕度傳感氧氣傳感器配合使用的方式替代了傳統的單一的傳感器來檢測周圍環境信息，很大程度上避免了誤報、漏報，實現即時準確預警的目的的防火預警系統。整個火災預警系統包含了兩大子系統，一是遠程監控中心系統的無線傳感器，二則是用于網絡監測子系統。而兩個系統之間進行聯系的紐帶則是數據匯聚點。如圖2所示。正如下圖所示該高層建筑火災預警系統中在網絡檢測區域部署了一定數量的傳感器節點，而這些節點5、通過網絡設備會自動采集自身所需的周圍環境信息數據，然后上傳到數據匯聚點，從而實現對整個被測建筑的監控。除上述用于進行數據采集的傳感模塊之外，傳感器節點上還配備有用于搭建無線網絡的通信模塊。首先無線傳感器將節點所收集到的周圍環境數據進行分析處理，接著通過分析建筑內的煙霧濃度、火焰光的強弱以及短時間內溫度、濕度的變化等諸多數據，確定發生火災的等級，并且在需要時，無線傳感器可以通過與基站組成的網絡傳輸途徑，向遠處的監控系統軟件終端也就是遠程控制中心提交分析數據。3.2系統硬件設計本系統中的節點需要完成的主要任務是收集高層建筑火險的數據信息，并將收集到的數據信息進行簡單的分析處理后，通過選擇相應路由協6、議的方式將收集到的數據發送到數據匯聚點的整體結構。如圖3所示。這些低速傳感節點在安排部署的同時就通過設備確定了所在地的位置信息，與此同時還能監測所在位置的溫、濕度、火焰光的強弱、煙霧濃度等環境因素，最重要的是，它還能以無線方式將收集到的數據發送到基站中心，保證對火災監控的及時性。除此之外，我們將中高速傳感器網絡列入參考范圍之內，而且以實際需要為出發點，可以將節點采集到建筑火險信息后，直接把數據發送到用戶軟件終端。節點的組成單元可分別是：數據傳輸、數據處理、數據采集和電源管理，其各自分工為：數據傳輸單元負責與其他三個節點進行通信，同時將接收和發送發采集到的各種數據信息以及交換消息，數據采集單元則7、是負責監控所在區域內對各類信息采集的情況和數據的轉換情況，電源管理單元則是將所有能用到的各種傳感器連通。考慮到擴展性以及以后的各種調試，我們做法是：將數據采集單元從整個節點結構中獨立出來，做成具有相互套接相互聯系功能的可擴展主板。如圖4所示。3.3系統軟件設計該系統平臺的軟件結構可以分為三個部分：傳感器節點、匯聚節點和遠程監控平臺，這三個模塊雖各自獨立卻相互關聯，從而讓遠端控制中心與無線傳感器網絡之間能實現各種數據信息的交換。如圖5所示。4結論為了社會的和諧穩定，提高高層建筑對火災的預防和控制能力，使人們能夠在火災發生時及時發現，及時快速的處理，從而進一步遏制火災的發生，能夠將火災的預防與發現8、及時發現、并且能及時疏散人員逃生及火災的及時撲救，將損失降低到最小化。因此，我們應該在火災發生之前，對那些可能引起火災發生的危險因素進行預警并且采取有效的處理，逐步加強對高層建筑物發生火災的預警。本文在物聯網技術基礎上研究開發的高層建筑防火預警系統，為日后研究者研究和開發下一代有關高層建筑物的火災預警和監控系統提供了強有力的技術和理論支持。參考文獻1馬鑫，黃全義，疏學明等.物聯網在公共安全領域中的應用研究j.中國安全科學學報，2010，20（7）：170176.2劉丹，王霓虹.基于森林火災數據監測的物聯網定位算法研究j.東北林業大學學報，2011，39（8）：131133.3張輝，陳古典.基于物聯網的城市消防遠程監控系統j.信息化研究，2010，36（10）：5558.4張翔.基于物聯網技術的火災自動報警系統研究j.防災科技學院學報，2011，13（1）：5154. 4 / 4