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1系統組成及原理
基于物聯網技術的智慧型消防裝備管理信息系統,主要由安裝在消防裝備上的RFID電子標簽、RFID閱讀器、通信網絡設備、天線、服務器、計算機終端、消防裝備管理應用軟件等組成。安裝在消防裝備上的RFID電子標簽上記錄了裝備的各種性能和特性,如存放位置、生產日期、廠家、名稱、用途、操作方法、售后服務等信息;RFID閱讀器通過無線感知的方式收集感應各類數據,再利用通信網絡將感應數據存儲到服務器中,由消防裝備管理信息系統軟件平臺對數據庫中的數據進行分析處理。該系統不僅可以輔助裝備技師完成消防裝備倉庫的日常管理和維護等工作,而且可以在消防應急救援現場中,迅速查找、統計、定位、調用應急救援裝備,開展應急救援裝備保障工作。
2主要關鍵技術
2.1射頻識別技術(RadioFrequencyIdentification)RFID技術是一種無線通信技術,可以通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。簡單的RFID系統由標簽(Tag)、讀寫器(Reader)和天線(Antenna)三部分組成。其中,標簽(Tag)由耦合元件和芯片組成,安裝在物品上標識目標對象,芯片的內存用來儲存唯一的識別碼和物品的相關數據。RFID具有數據可讀寫性、集成小型化、穿透性、識讀快速、耐環境性和數據存儲容量大等特性。基于RFID技術優點構建消防裝備管理系統,在各種惡劣環境中可通過射頻信號自動識別各類消防裝備并獲取詳細參數數據,無須人工干預,操作快捷方便。
2.2消防裝備的感知和識別射頻感知識別是消防裝備管理信息系統的基礎,其技術也是物聯網的核心技術。但是,當讀寫器信號作用范圍內有多個標簽時,同一時刻可能有多個標簽向讀寫器發送信息,使讀寫器不能正確識別標簽,即發生了標簽沖突或碰撞。因此,需要一種防沖突技術以減少沖突達到快速準確識別多個標簽的目的。標簽防沖突性能是決定RFID系統性能的關鍵參數之一。標簽沖突問題被定義為多信道接入問題,在通信技術中,信道沖突解決方法大致分為時分多址法、頻分多址法、空分多址法以及碼分多址法四種。目前廣泛使用的防沖突算法大都采用時分多址(TDMA),主要有基于樹的算法和基于Aloha的算法。Aloha算法和二進制樹算法是RFID系統中常采用的防沖突算法,這兩種算法各有自己的優缺點。Aloha算法實現較簡單,但存在錯誤判決問題,并且其信道利用率,不適合大量標簽應用場合;二進制樹算法識別率較高,信道利用率高,不存在錯誤判決的問題,但時延長。在設計系統時要根據系統的應用場合和實際情況選擇合適的防沖突算法。
2.3組網與互聯互通為擴大消防裝備管理系統的應用范圍,就必須將感知設備(閱讀器)獲取的消防裝備信息實時、可靠、無障礙、安全的傳輸到消防裝備管理系統數據庫和滅火救援指揮系統數據庫。主要任務是將感知層采集到的信息,通過傳感器網、通信網、互聯網等各種網絡進行匯總、傳輸,從而將大范圍內的信息加以整合處理。該項涉及的典型技術有Ad-Hoc(無線自組網)、WiFi、3G、TCP/IP技術等。組網技術、網間安全隔離和互相通信等技術也是系統需要解決的關鍵技術問題。
2.4消防裝備的信息化管理首先,系統要利用物聯網技術實現“準確感知、可靠傳送、智能處理、快速調度”四項功能,綜合利用傳感技術、無線通信、信息處理等技術,完成消防裝備信息的采集處理,并把裝備信息通過消防調度指揮網傳輸到消防指揮中心。其次,設計系統功能模塊的設計:(1)基本信息管理:包括對裝備的分類、消防隊機構、工作人員等基本內容進行管理。(2)庫存管理:消防裝備設備的存儲情況描述(即對消防裝備倉庫位置、可供轄區消防隊、倉庫內的裝備等信息的描述),庫存查詢、分析、預警、報表、盤點等。(3)入/出庫管理:負責對入/出庫設備信息進行維護,以及對出庫后裝備配備情況和維護保養信息進行管理。(4)終端設備接口:RFID讀寫設備、網絡設備、傳輸網絡節點等的接口。(5)第三方系統接口:基礎數據導入/出、消防一體化平臺接口、滅火救援指揮系統接口等。最后,系統應用功能的實現:每件消防應急救援裝備都附加RFID電子標簽,相應地在后勤裝備保障倉庫和災害處置現場多點設置固定或手持RFID閱讀器。消防應急救援裝備在通過閱讀器信號覆蓋范圍時,閱讀器即可通過裝備上的電子標簽獲得消防裝備的信息,以追蹤救援裝備在災害處置現場中的信息、庫內的信息、出庫時的信息等,實現對裝備倉庫以及救援現場的各類消防裝備的自動識別、統計、定位和調度等的信息化管理與跟蹤。
3結束語
探索了一種利用物聯網技術實現消防裝備管理系統智慧化的可行方法。實現對消防裝備信息感知、傳輸、處理以及應急救援裝備的信息化管理等,一方面輔助裝備管理人員進行消防裝備日常維護管理;另一方面提高滅火救援裝備的調度能力,保障應急救援響應及時和處警工作迅速有效開展,最大限度減少和降低事故發生時所造成的人身傷害和財產損失。
作者:段彬單位:東營市公安消防支隊