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物联网技术设计管理分析

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1系统组成及原理

基于物联网技术的智慧型消防装备管理信息系统,主要由安装在消防装备上的RFID电子标签、RFID阅读器、通信网络设备、天线、服务器、计算机终端、消防装备管理应用软件等组成。安装在消防装备上的RFID电子标签上记录了装备的各种性能和特性,如存放位置、生产日期、厂家、名称、用途、操作方法、售后服务等信息;RFID阅读器通过无线感知的方式收集感应各类数据,再利用通信网络将感应数据存储到服务器中,由消防装备管理信息系统软件平台对数据库中的数据进行分析处理。该系统不仅可以辅助装备技师完成消防装备仓库的日常管理和维护等工作,而且可以在消防应急救援现场中,迅速查找、统计、定位、调用应急救援装备,开展应急救援装备保障工作。

2主要关键技术

2.1射频识别技术(RadioFrequencyIdentification)RFID技术是一种无线通信技术,可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。简单的RFID系统由标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成。其中,标签(Tag)由耦合元件和芯片组成,安装在物品上标识目标对象,芯片的内存用来储存唯一的识别码和物品的相关数据。RFID具有数据可读写性、集成小型化、穿透性、识读快速、耐环境性和数据存储容量大等特性。基于RFID技术优点构建消防装备管理系统,在各种恶劣环境中可通过射频信号自动识别各类消防装备并获取详细参数数据,无须人工干预,操作快捷方便。

2.2消防装备的感知和识别射频感知识别是消防装备管理信息系统的基础,其技术也是物联网的核心技术。但是,当读写器信号作用范围内有多个标签时,同一时刻可能有多个标签向读写器发送信息,使读写器不能正确识别标签,即发生了标签冲突或碰撞。因此,需要一种防冲突技术以减少冲突达到快速准确识别多个标签的目的。标签防冲突性能是决定RFID系统性能的关键参数之一。标签冲突问题被定义为多信道接入问题,在通信技术中,信道冲突解决方法大致分为时分多址法、频分多址法、空分多址法以及码分多址法四种。目前广泛使用的防冲突算法大都采用时分多址(TDMA),主要有基于树的算法和基于Aloha的算法。Aloha算法和二进制树算法是RFID系统中常采用的防冲突算法,这两种算法各有自己的优缺点。Aloha算法实现较简单,但存在错误判决问题,并且其信道利用率,不适合大量标签应用场合;二进制树算法识别率较高,信道利用率高,不存在错误判决的问题,但时延长。在设计系统时要根据系统的应用场合和实际情况选择合适的防冲突算法。

2.3组网与互联互通为扩大消防装备管理系统的应用范围,就必须将感知设备(阅读器)获取的消防装备信息实时、可靠、无障碍、安全的传输到消防装备管理系统数据库和灭火救援指挥系统数据库。主要任务是将感知层采集到的信息,通过传感器网、通信网、互联网等各种网络进行汇总、传输,从而将大范围内的信息加以整合处理。该项涉及的典型技术有Ad-Hoc(无线自组网)、WiFi、3G、TCP/IP技术等。组网技术、网间安全隔离和互相通信等技术也是系统需要解决的关键技术问题。

2.4消防装备的信息化管理首先,系统要利用物联网技术实现“准确感知、可靠传送、智能处理、快速调度”四项功能,综合利用传感技术、无线通信、信息处理等技术,完成消防装备信息的采集处理,并把装备信息通过消防调度指挥网传输到消防指挥中心。其次,设计系统功能模块的设计:(1)基本信息管理:包括对装备的分类、消防队机构、工作人员等基本内容进行管理。(2)库存管理:消防装备设备的存储情况描述(即对消防装备仓库位置、可供辖区消防队、仓库内的装备等信息的描述),库存查询、分析、预警、报表、盘点等。(3)入/出库管理:负责对入/出库设备信息进行维护,以及对出库后装备配备情况和维护保养信息进行管理。(4)终端设备接口:RFID读写设备、网络设备、传输网络节点等的接口。(5)第三方系统接口:基础数据导入/出、消防一体化平台接口、灭火救援指挥系统接口等。最后,系统应用功能的实现:每件消防应急救援装备都附加RFID电子标签,相应地在后勤装备保障仓库和灾害处置现场多点设置固定或手持RFID阅读器。消防应急救援装备在通过阅读器信号覆盖范围时,阅读器即可通过装备上的电子标签获得消防装备的信息,以追踪救援装备在灾害处置现场中的信息、库内的信息、出库时的信息等,实现对装备仓库以及救援现场的各类消防装备的自动识别、统计、定位和调度等的信息化管理与跟踪。

3结束语

探索了一种利用物联网技术实现消防装备管理系统智慧化的可行方法。实现对消防装备信息感知、传输、处理以及应急救援装备的信息化管理等,一方面辅助装备管理人员进行消防装备日常维护管理;另一方面提高灭火救援装备的调度能力,保障应急救援响应及时和处警工作迅速有效开展,最大限度减少和降低事故发生时所造成的人身伤害和财产损失。

作者:段彬单位:东营市公安消防支队

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