智慧消防系统设计

消防物联网系统平台的规划目标是利用地理信息技术、软件技术、通信技术、物联网技术、数据库技术等高科技手段，实现对消防相关的人、设施及隐患、消防相关信息的可视化、精细化、智能化管理。

结合医院对消防预警系统的实际需求，从外到内对各个防护区域进行纵深防护体系设计，详细设计消防设施、消防用水、用电安全、消防报警系统以及相关信息化系统等，并通过建立综合预警管理平台将各个子系统统一到平台进行集中管理。

消控报警联网可视化管理：设备终端通过NB，4G等方式采集火灾自动报警系统的各种火灾报警，故障报警，事件报警并通过无线网络传回智慧消防中心平台。中心平台收到报警信号，在屏幕上弹出显示，并详细标注楼层平面图，消防设施等，值班人员可以利用前端视频确认火灾情况，确认后根据严重程度启动相应的应急预案。实现火灾自动报警系统的集中化、可视化管理，即将设备终端的报警信号与监控中心可视化地图、视频监控系统、巡查单兵进行可视化联动，报警自动提醒，可节约值守人力成本；

消防设施预警管理系统：通过集成GB25201标准，使日常巡查工作标准化，规划化，通过多维度对比分析，自动统计设备到期时间，维修整改时间，使用报废时间，给建筑物消防设备设施健康率给出客观的评价标准和风险预警。实现消防设施设备和人员巡查情况的可视化管理，即管理医院所有建筑的消防设施、消防巡查情况等。

消防用水预警管理系统：通过Nb无线通信技术对消防水压、液位、消防栓数据进行采集。实现所有的建筑的最不利的消火栓水压、水箱水位、喷淋水压，智能报警，辅助查漏、不正常用水；

用电安全预警管理系统：掌握重要楼宇的漏电流、电线温度、过流、过压等信息；对超标情况进行自动报警，必要时可自动切断电源；对违章电器进行自动智能分析，自动报警。

1.   运行安全

对于核心服务模块支持采用双机热备、微服务、高可用的方式进行构建，最大限度确保平台运行的稳定性；

2.   接口安全

支持对外提供消防业务接口服务，接口基于安全环境提供，访问接口的用户需同时提供安全凭证，只有在安全认证通过之后才会提供正常的访问服务。接口接收或者返回的重要数据均采用高强度加密的方式进行加密传输。

3.   应用安全

采用基于角色的访问控制（Role-Based Access Control）进行应用权限管理，在实现自身平台的功能、数据的访问、使用安全控制的基础上，还支持通过权限认证服务接口，为后续的应用提供持续的权限控制能力。

4.   数据安全

平台中随着业务的发展会存储大量的重要信息，平台需要重点保障数据存储的安全，确保数据被安全的存储，同时不会被恶意访问。平台通过对数据库进行定期备份，保障数据的存储安全。对于数据库中存储的涉密数据、用户数据进行MD5加密，确保数据存储的绝对安全。对于传输的重要数据，也均要求进行高强度加密后再进行交互传输。

5.   访问安全

平台访客需进行登录验证之后才可进行操作，访客再输入用户名和密码三次错误后，会要求输入验证码后才可尝试验证登录，确保平台不被暴力破解侵入。登录用户在一定时间不使用平台，会被自动注销，确保平台的使用安全。

6.   数据库安全

平台底层数据库访问代码采用严格的特殊字符、逻辑格式进行过滤验证，确保数据库不被SQL注入攻击。同时，平台再前台页面上也进行严格的特殊字符和文本格式验证，极大降低被攻击的风险。

整体拓扑图

通过建立消控联网可视化管理、视频联动可视化管理、用电安全预警管理、消防用水预警管理、消防火灾预警管理，智能巡检等构建消防综合预警管理平台。

本项目旨在建设一个高并发的大规模物联网数据平台，提供实时的消防预警服务；并且融合数据挖掘等多种技术手段，提前发现隐患，及时整改。本项目中的核心技术主要包括如下几个方面：

1、大规模物联网设备接入平台

消防物联网涉及的设备种类多、规模大，网络通讯方式多种多样，数据类型各不相同，因此需要研发适配多种接入方式的大规模物联网设备接入平台，解决海量设备接入的稳定性、高可用和高性能等问题。

2、多源异构数据融合管理系统

多源异构数据融合的存储管理要求存储引擎能适配多种数据来源、多种数据类型、多种数据尺寸的信息数据。因此需要兼容多种数据存储引擎，包括nosql数据库、关系型数据库、内存数据库、文件系统等，并通过统一的接口支持上层应用的无缝访问。

3、高性能报警推送服务

高性能报警推送服务需要保证消息推送的稳定性、一致性和高效性，保证报警通知能通过多种手段及时推送给应用的用户。因此，需要实现一个高并发的报警推送网关，实现多种推送方式，并且保证推送服务的高质量、高一致性等。

消控信息预警管理子系统，符合医院物联网消防远程监控系统与智能消防预警系统建设要求。遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本等原则，并综合考虑维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性

架构设计

终端设备通过NB-IOT，4G采集传感器信息，如各种火灾报警，故障报警，事件报警并通过无线网络传回中心平台。中心平台收到报警信号，在屏幕上弹出显示，并详细标注设备安装位置，设备状态信息等，值班人员可以利用前端视频确认火灾情况，确认后根据严重程度启动相应的应急预案。

中心平台采用消控信息预警管理平台，实现对医院各消控设备终端的信息进行集中管理，支持消控信息管理与报警、设备信息管理与监测、人员在岗管理等功能。

通过报警和视频模块的有机结合，利用前端设备进行实时监测，视频联动确认并监控现场情况， 微信/电话/短信等实现消息实时推送，前端用户报警发生后，平台按照设备详细位置自动弹出，这样消防值班人员就可以迅速准确的确定报警位置，并第一时间对所发生的警情进行处理，从而减少处警资源。

消控信息预警管理平台从系统架构上分为设备层、传输层、服务层、应用层、表现层五个层次进行设计。

设备层：感知层是物联网的核心，是消防信息采集的关键部分。通过传感网络获取环境信息，感知层包括烟感、摄像头、传感器、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息。

传输层：该层负责平台系统所有前端数据接收、管理及传输，包括报警数据、消防数据、设备信息，可为上层应用提供有效、统一、便捷的数据支撑，支持多种方式接入前端设备数据。

服务层：该层提供平台所有业务服务功能模块，这些模块包括报警信息处理、报警联动、设备控制、用户权限管理，综合数据业务接口，所有的业务功能模块构成系统的核心处理部分，为上层的用户提供通用、可扩展的服务接口。

应用层：功能实现层，平台提供在一个统一的消防应用软件框架之上的各类应用。实现消控联网可视化管理功能，包括报警实时显示、设施实时监测、设备统一管理、计划任务管理、报警联动管理、电子地图显示、数据统计查询分析等。

表现层：该层为用户建立提供主观能动的控制接口，实现不同行业用户的个性化服务，主要是指客户端：包括电脑客户端、小程序、终端等。

从结构上来说整个系统由前端设备、信息传输媒介、管理平台三部分组成。

设备终端常用的主要有烟感、手报、声光报警、压力传感器、消防栓、液位传感器等各类探测器，对火灾信号进行智能感知，以及对消防设施实时监测。

信息传输媒介主要指通讯网络；可以通过NB-IOT、4G等无线等多种网络传输方式，将前端信息传至中心管理平台。本综合管理系统不受地域及用户数量持续增长的要求。具有反应快、容量大、组织灵活等优点。

管理平台使用专业的消控联网平台，消控信息预警管理平台接收前端远程通讯主机传送来的各类报警信息，并可通过视频复核模块进行图像显示和报警复核。平台结构设计思路非常清晰：针对联网和监测系统功能集成设计需求，充分利用网络通讯技术，充分发挥本系统的功能特性，在报警信息发生时，系统自动弹出报警发生区域。监控中心的值守人员能在第一时间内确认现场情况，准确判断警情是真警或误报，并继续监控事件发展进程，及时调配相应处警力量，就可有效减少误警事件发生的处理成本，提高实警的处理进度及效果；有效减少值守人员的工作强度，充分发挥消防系统的集成设计效能，这也正是消控联网系统集成设计逐渐被大家认同，并成为消防系统工程设计标准要求的主要原因。

1.1.2.1报警管理

报警管理中心支持报警信息管理、火灾报警视频联动、电子地图，方便值班人员在警情处理的同时查看地图或视频联动图像。 报警管理页面上集成了接警、处警信息界面。直观、方便、快捷、友好的人机交互界面，既能显示当前报警信息资料、处警预案，又能显示最近数十条既往报警条目，并对报警受理状态加以明显标识分为预处理、处理中、处理完毕，接警员根据标识处理。在报警管理界面上，接警员还能方便地进行报警信息查询、统计、编辑、修改、打印等操作；

通过消防联网可视化管理系统的报警管理模块，当前端烟雾探测器、感温火灾探测器、手动报警按钮等感知探测器发出报警时，系统平台可以通过报警列表、联动图像等形式实时查看前端报警信息，并提供图标闪烁、报警音提示。使值班人员可以全面、详细的进行查看，进行火情核实，帮助中心值班人员正确迅速的判断火情情况。

Ø  实时接收报警源发送来的报警信息，多区域同时发生多点报警时，按时间优先的原则进行动作，确保报警信息不丢失；

Ø  即时报警信息在软件所有操作窗口顶部均显示，显示的内容包括日期、时间、设备名称、地址、说明、类型、报警值和状态等信息，所有报警信息均可以进行手动确认；

Ø  支持将报警信息过滤和分类进行显示，支持对不同区域分层次进行显示，支持设置相应的过滤条件来查询报警信息和进行过滤；

所有报警信息及确认信息（包括确认时间、确认节点等）应自动保存，均可实现历史查询和输出。

1.1.1.1报警联动

Ø  联动视频复核

前端用户发生火灾报警后，在平台上显示收到的报警信息，按照用户预先定义的报警联动视频关联设置，自动弹出报警发生所在区域的现场图像，打开对讲与现场人员通话。使值班人员可以一目了然查看判断现场情况，进行报警核实，帮助中心值班人员正确迅速的判断是否需要出警。

Ø  联动声音报警

系统支持安装声光报警器，即在报警发生时，可触发监控中心本地输出控制报警声音。

1.1.1.2查询统计

系统对设备终端数据信息进行集中存储。用户可以基于报警时间、设备位置、设备类型、设备编码、报警历史等条件进行报警记录查询。

系统支持各类信息查询，主要包括报警信息查询、资料查询、事件查询、单据查询和其它查询。查询方式中除了支持常见的快捷查询外，还支持模糊查询，根据不同的内容进行选择查询，查询功能更强大，内容更丰富。查询完成可以通过导出Excel格式和打印把查询数据备份存档。系统支持对一些资料数据的查询工作，主要包括用户资料、设备资料、用户状态、站点资料、监测点资料、计划任务等。通过这些查询，可以获取到用户和设备等一些信息，并对其进行修改等操作。

为了保证火灾报警处理的高效性，系统支持电话、短信和微信转发功能，当发生警情后，系统会把设备终端报警信息具体情况（如报警类型、报警时间、报警具体位置等）通过电话、短信和微信发送到巡逻人员的手机上，使巡逻人员第一时间确认、处理消控报警事件，提高消控报警处理的效率。

手机小程序终端系统根据用户权限为各级用户提供真实、有效、实时的报警、故障和运行信息，实现人防与技防的有机结合，全面提高消防监督管理的科技手段。不同的授权用户进入该平台，即可方便的查看建筑水箱水位、水系统管网压力、安全用电、消防设施状态、报警信息、水池水位等系统各类信息。。

智慧火灾报警主要是安装NB-IoT无线烟感探测设备，它采用最新物联网技术，不需要布线，安装便利，电池寿命长达3年以上，不增加用电负担和危险，烟雾浓度达到预警值，即可通过短信、PC端后台、微信等多种方式通知到，能够在第一时间采取必要的措施和救援行动，充分保障居住人员的安全。还可以实时接收探测报警器的火警信息、电池欠压信息，并可显示报警的准确地理位置。系统采用B/S架构，方便监护人员、消防人员、物业管理人员通过系统平台就可实时查询辖区报警及故障信息。

能够实时接收到感烟探测器的运行状态和操作信息，实现火警上报和处理，能够对相关的火警信息、地点、时间、频次等进行多维度的报表呈现，平台可以还原起火点的位置、联系人确认情况等信息，为火灾调查提供严谨的科学依据。同时，平台可以对网关、探测器的安装地点、状态进行查询、展示。

视频联动可视化管理系统主要依托医院自建视频的接口对接，同时针对存在消防隐患的重点区域或公共活动场所进行消防监管，通过系统平台对接，可实现国内主流厂家监控平台的统一接入，实现安防信息的互联互通，快速、高效的对医院安全进行监管。

实现与安防监控平台的数据对接，智慧消防平台建设的重点视频信息通过国标GB / T28181实现对安防监控平台视频监控进行对接。目前可实现海康威视、大华等主要厂家的无缝对接。

小程序端包含报警数据管理、火警数据统计、故障数据统计、实时水压查看、安全用电管理、消息管理、账号管理等功能模块。

l  报警数据监管。查看本医院消防终端设备发出的所有报警信息，根据实际情况判断是真实报警还是误报；跟踪故障的处理情况。   

l  火数据统计。统计汇总本医院按天或按月的火警数、误报数、各部件误报火警的占比、火灾发生原因等信息。

故障数据统计。统计本医院故障数、误报数、各部件误报故障占比、故障的平均修复时间变化、在线率变化等信息。

l  实时消防水系统查询。查看本医院的实时消防栓状态，消防水池水位，管道实时水压、历史内的水压变化等情况。

l  实时NB独立式烟感、温感、手动报警按钮等火灾子系统查询。    

l  实时用电安全数据查询。查看本医院的用电数据安全情况。

l  分级管理。提供一张图分级、分区统一监测管理、协调指挥调度。

l  账号管理。提供个人信息修改、密码修改、版本检查、站点地图编辑等功能。