摘要：近年来，随着信息技术的飞速发展，现代城市的信息化水平得到了极大的提高，逐步形成了“智慧城市”的建设理念。城市消防安全作为城市建设的重要组成部分，逐步形成与“智慧城市”相匹配的“智慧消防”。智慧消防已成为大势所趋。
关键词：智慧消防；物联网技术；应用
1 智慧消防的定义
随着社会发展及技术进步，传统的消防管理及工作模式滞后并制约消防行业发展的弊端日益凸显，面对火灾防控“自动化”、执法工作“规范化”、灭火指挥“智能化”、队伍管理“精细化”的现代城市消防安全需求，一系列消防安全问题亟待解决。以智慧城市建设热潮为契机，各国逐渐提出了与智慧城市建设相匹配的消防建设理念，即智慧消防。现如今，越来越多的地区或城市开始研究和实施智慧消防建设。
智慧消防是基于“网络+”、云计算、大数据、物联网、虚拟现实平台等高新技术,结合火灾探测、火灾报警、消防通信、消防电气火灾监控等成熟的技术,把分布在城市的每一个角落的消防设施整合,最终实现城市消防的智能化,是智慧城市的重要组成部分。智慧消防是以智能设备、分布式数据和大数据应用为核心的应用系统，提出以物联网数据采集为基础，通过大数据平台运算，进行火情的智能研判，进而大大提高了消防防控、应急响应等能力。因此,智慧消防的发展能够大大增加城市的火灾预防和控制能力,加快消防救援和应急调度命令的响应时间,有利于消防救援队伍和消防救援力量的建设，提高消防监督检查的管理水平。
智慧消防的建设离不开现代科技的支持，一个完整的动态化过程包括数据收集、数据分析、预警、精确的命令 (见下图),整个过程依托了互联网技术、数字通信技术、移动定位技术、数字地理信息技术等现代科技,其中的数据收集阶段，正是通过物联网连接起各种感知、探测、检测设备，实时收集它们的状态信息，通过网络向上一级传输，经过分析、判断，达到精准指挥控制。
图：智慧消防模块动态化过程
因此，智慧消防系统建设的第一步就是建立消防物联网。
2 物联网相关技术
2.1 物联网的定义
2005年11月，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，其中介绍了物联网的特征、相关的技术、面临的挑战和未来的市场机遇。
2010年3月5日，温家宝总理在政府工作报告中提出，物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，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，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
我国物联网的通用定义是：通过射频识别(RFID)装置、红外传感器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器、图像感知器、等信息传感与执行设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交互和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2.2 物联网中无线通信技术对比
物联网的无线通信技术很多，主要可以分为两类：
（1）短距离通信技术：ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、Z-wave
（2）广域网通信技术：LPWAN，即低功耗广域网。
其中低功耗广域网LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork）具有长距离,低功耗,低宽带、大容量的优势,随着物联网的应用得到了快速的发展。本文重点对LPWAN，即广域网通信技术进行分析。
物联网的低功耗广域网技术可以分为两大类:一类是以NB-IOT为代表的授权频带广域网技术；另一类是未经授权频段的广域网技术如LoRa、Sigfox等。
不同类型LPWAN技术的主导方、部署模式和服务模式各不相同。
（1）NB-IOT: 2017年6月16日，《Nb-iot技术协议》通过3GPP无线接入网技术规范小组会议。同年，工信部发布通知称，在分配的GSM或FDD IMT系统频段上，电信运营商可根据部署NB-IOT系统的需要，选择带内工作模式、保护带工作模式和独立工作模式。频率使用的有效期与公共移动通信系统在相应频段的有效期一致。也就是说，该技术需要应用到现有的频段运营商。
（2）eMTC：基于LTE协议演进而来。使用授权频段，较NB-IOT来说，更适应于满足中等速率业务。
（3）LoRa：由Semtech公司研发的低功耗广域网无线通信技术。使用非授权频段，主要包括433MHz、868MHz、915MHz等。
（4）Sigfox：Sigfox成立于2009年，主要用于低功耗物联网。使用非授权频段，法国Sigfox公司对其技术进行严格控制，相对封闭，生态系统构建相对缓慢。
2.3 物联网技术定位对比
各种制式的物联网技术的定位对比如下表所示：
3 物联网技术在智慧消防中的应用
消防物联网是指通过物联网信息传感与通讯等技术，采用“感、传、知、用”等物联网技术手段，综合利用RFID、无线传感、云计算、大数据等技术，通过互联网、无线通信网、专网等通信网络，对消防设施、器材、人员等状态进行智能化感知、识别、定位与跟踪，通过信息处理、数据挖掘和态势分析，将消防设施通过社会化消防监督管理和公安机关消防机构灭火救援涉及的各位要素所需的消防信息链接起来，实现实时、动态、互动、融合的消防信息采集，传递和处理，为政府及相关机构提供必要和可靠的信息，为消防部门提供高价值安全管理解决方案，利用消防物联网为消防关键业务流程服务，利用大数据智慧辅助消防决策，提升城市消防安全水平，从而全面促进与提高社会消防监督与管理水平，显著增强公安机关消防机构灭火救援的指挥、调度、决策和处置能力。
当前，各地消防安全重点单位都已经投入使用了火灾自动报警系统、电气火灾监控系统、消防水源监控系统等各类应急管理系统，并联入了各地的消防安全远程监控系统，这些系统在信息采集、传输、处理等方面与物联网技术有着相通之处，在此基础之上再构建一层基于物联网技术的系统，即可完成信息采集汇总、分级分类远程监督检查、灭火救援信息支撑工作，有效拓展了现有应急管理系统的功能。
基于LPWAN（低功耗广域网）具备的几大优势，即：
低功耗：工作电流mA级，休眠电流µA级；电池寿命长，终端不需要布线；
覆盖广：网络由运营商负责建设，有着城市级的覆盖；
大连接：容量大，用户只按需设置终端设备，无需考虑容量；
成本低：用户无需建设基站。
使得将现有的分布于城市各处的消防设施、消防系统构建成为一个消防物联网成为可能。这些系统由于多数业务属于小流量，大连接的业务，同时考虑安全性、可靠性以及稳定性，目前通过租用运营商NB-IOT网络或自建LoRa网络来构建消防物联网成为可选途经。
结束语
智慧消防是城市消防建设的必然趋势，智慧消防物联网的建设顺应智慧城市的建设潮流，是智慧城市和消防信息化建设的重要内容。本文通过对LPWAN（低功耗广域技术）各种制式技术的对比，以及对智慧消防应用的业务类型分析，提出相应的网络选择策略，为加快推进智慧消防提供有益的思路。
参考文献
[1]林船.浅谈物联网技术在消防中的前景应用[J].电子世界.2017（15）.
[2]白凤领，崔一星.物联网在消防工作中的应用现状[J].武警学院学报.2018（12）.
[3]王志杰.基于物联网技术的智慧消防建设[J].消防界（电子版）.2018（03） .
[4]朱海.物联网技术在“智慧消防”背景下的应用展望[J].中国应急救援.2017（06）.
论文作者:昝堃
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：智慧论文; 技术论文; 广域网论文; 城市论文; 频段论文; 低功耗论文; 互联网论文; 《基层建设》2019年第12期论文;