关键词:
智慧消防
物联网技术
环境监测
人员定位
路径规划
摘要:
随着城市规模的扩大,各种大型建筑结构越来越复杂,人们在享受其带来的功能便利同时,也容易迷失其中而找不到方向。当出现火灾等消防问题时,会严重影响到人民的生命安全和财产安全。建筑体内火灾已经成为当下威胁人员生命安全,并造成重大经济财产损失的主要灾害之一,是当前火灾救援工作的重中之重。物联网技术的发展为复杂环境下的消防工作提供了新的思路和便利。随着物联网技术的进步,智能消防的概念被提出。但目前智慧消防的研究多数是消防设备的入网监测,或者是对环境进行监测以达到预防火灾和及时发现火灾的目的。本文以帮助火灾现场的被困人员逃生为目的,综合运用物联网技术,3D建模、数据库开发、嵌入式技术等,采用标准的物联网三层模型:系统终端层、物联网云平台层和用户终端层,设计了一种智慧消防用户终端系统,构建了通过智能建筑体云平台的环境实时监测、智能建筑与用户终端的互动体系。依托后台的大数据推送到用户终端预警及疏散导引信息,结合终端自主逃生路径规划和一键报警等功能,实现火灾下的紧急疏散,保障人员的安全。本文工作内容有以下几个部分:(1)系统终端层:以GD32为主控芯片,选取MQ-2烟雾传感器和DHT11温湿度传感器采集环境数据,通过蓝牙Mesh组网,将采集到的环境数据发送至物联网云平台,并实现声光报警。(2)物联网云平台层:终端层和云平台层通过蓝牙建立网络连接。接收硬件部分上传的数据,并在云平台中实时显示和保存。同时对接收到的数据进行分析,并返回火灾警示信号给系统终端,判断安全区域和火灾区域,进行初步的路径规划。最后将环境数据和区域判断的结果全都发送至用户终端。(3)用户终端层:通过MQTT协议与物联网云平台建立通信,获取云平台中的数据,实现当前环境监测的功能。通过蓝牙定位来实现人员定位的功能,再通过最短路径算法来计算出一条最优逃生路径,指引被困人员自主逃生,实现路径规划功能。最后还可通过用户终端直接报警求助,极大限度的缩短了报警时间。测试结果表明,本文设计的智慧消防用户终端系统实现了环境监测、人员定位、路径规划和一键报警等功能,测试结果基本符合预期要求,可以应用到实际当中,为消防工作提供帮助,减少因火灾而造成的损失。