基于物联网技术设计智慧型消防装备管理系统
基于物联网技术设计智慧型消防装备管理系统
文/段彬
本文利用物联网技术提出智慧型消防装备管理设计思路，重
点对系统设计的关键通信技术做了阐述，以实现对消防装备的动
态管理和调度。
【关键词】消防 物联网 装备管理
国 际 电 信 联 盟 ( ITU) 对 物 联 网 (Theinternet of Things) 做了如下定义：通过二维码
识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，
按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，
进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1999 年
我国就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列 , 这里通过物联网技术在
消防装备管理中的应用，实现消防装备的智能化、科学化管理 , 并与消防指挥系统相结合，
提高灭火救援效率，最大限度地降低人员伤亡、财产损失。
1 需求分析
消防装备管理人员要做好日常消防装备管理和维护，特别是在处置较大灭火救援事故
时，要求在几个小时之内完成装备仓库和辖区已配消防装备资源的调度和保障。对于人员编
制相对有限的消防部队而言，保障难度较高。需要解决以下主要问题：
（1）如何做好消防装备仓库库存备用设备的管理？
（2）如何做好出库消防装备的管理和维护？
（3）如何能够实现处置灾害事故前快速高效的装备调度？
（4）如何将装备管理系统与现有灭火救援指挥系统对接？
2 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。
3 主要关键技术
3.1 射频识别技术（Radio FrequencyIdentification）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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
4 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。
参考文献
[1][德]Klaus Finkenzeller.射频识别(RFID)技术第二版 )[M]. 北京 : 电子工业出版社 ,2001.
[2] 张新程 . 物联网关键技术 [M]. 北京 : 人民邮电出版社 ,2011.
作者单位东营市公安消防支队 山东省东营市 257091
