根据系统功能需求,结合物联网技术,利用B/S模式构建一个为社区服务的消防监控信息服务平台,能够实时监控社区消防安全,远程控制传感器节点,实现实时数据传输、实时数据显示、即接入即使用、远程控制设备和智能火灾报警。
1.1平台整体架构
根据平台各部分功能要求,将平台架构分为用户访问层、应用服务层和数据采集层。整体架构设计如图1所示。
数据采集层主要包括各种硬件设备的接入与向平台推送数据的消防传感器。传感器终端将数据发送给系统智能网关,智能网关再将传感器中的数据推送给WebService服务器。
应用服务层作为系统平台的核心,设计了分布式数据库服务器、WebService服务器、应用服务器、视频流服务器和控制服务器。主要负责处理传感器的各种数据,接收视频传感器的视频流,用户可以远程控制底层的消防传感器。其中,消防现场视频摄像头采集的视频数据要求可被实时查看,并在传感器报警时可通过视频图像进行二次判断。用户获取视频流的流程如图2所示。
用户访问层的主要用途在于方便用户通过不同终端,如电脑、手机、平板等访问整个应用平台。通过WebService接口调用平台数据,实时查看消防终端视频传感器。
1.2平台功能
1.3数据库设计
系统采用MySQL作为后台数据库,使用2台数据库实现写操作,1台数据库实现读操作。在整个平台中,当用户注册成为平台用户并通过认证后,即可填写自己所住社区的信息,精确选择社区的经纬度,设置场景,注册各种传感器信息,并将数据推送到平台。注册用户、所属社区、场景和传感器实体的具体逻辑关系如图4所示。系统涉及的主要数据库表包括用户信息表、社区表、场景表、传感器信息表、传感器数据表、报警统计表等。
2关键技术分析
2.1XFire异构化平台通信技术
作为新一代WebService引擎,XFire是一种面向文档的JavaSOAP框架,方便开发各种面向服务的应用程序[6]。在Web服务处理流程中,SOAP消息作为数据传输过程中的信息载体,而XFire建立在基于XML流的STAX机制上,通过管道方式部分加载XML文档,从而节省大量的内存空间。XFire管道处理SOAP请求与响应中可添加Handle的各个阶段如图5所示。
图5XFire中SOAP消息处理流程
在智慧消防管理系统中,要求必须能够为外部消防系统提供数据访问接口,为移动终端提供外部访问接口,同时必须屏蔽其他平台访问时对于开发语言以及应用环境的限制,从而方便各种硬件传感器向本平台传输数据。基于此,系统采用XFire作为WebService接口开发引擎,从而实现与其他消防平台、手机终端以及硬件传感器的交互,并保证这些数据的可靠性、准确性和及时性。
2.2Red5视频监控技术
Red5基于RTMP协议传输,具有强大的流媒体处理能力,其服务器架构主要由Mina和Jetty服务器核心组件构成。其中Mina主要用于处理解析RTMP协议的内容,Jetty用来处理客户发送的HTTP协议以及RTMP协议[7]。在Red5服务器中,针对不同的协议都会在相应的端口号建立Socket,等待客户端发送的流媒体数据。
消防监控信息服务平台主要用于保证居民财产免遭火灾,不仅需要实时推送数据给用户以及平台,还需要能够提供给用户便捷的途径来查询整个场景的状况。而Red5这种基于RTMP协议传输的流媒体服务器可以满足此类要求,RTMP协议能够实现高效流媒体数据传输,且实时性高,同时Red5与整个平台开发环境容易整合。
2.3BlazeDS消息推送技术
BlazeDS是一种利用AMS协议进行通信的消息推送服务技术[8],具有远程过程调用服务(RPCService)和消息服务(MessageService)两个核心功能,其传输消息的通道包括无轮询AMF或HTTP通道,搭载AMF或HTTP通道,轮询AMF或HTTP通道,长轮询AMF或HTTP通道。AMF和HTTP流通道模式提供了真正的数据流实时模式。
3主要功能实现
3.1数据采集模块实现
数据采集模块是整个平台数据推送的始源。平台包含有烟雾传感器、气压传感器、视频传感器、湿度传感器等,所传输的数据分为数据流和视频流。利用XFire发布数据推送服务接口,提供给硬件传感器调用该服务进而向平台推送数据。硬件数据流传感器选择XML和JSON两种数据传输方式,视频流传感器则通过RTMP协议向平台传输流媒体数据。
数据采集模块主要集中在WebService发布的服务接口中,不仅要提供传输的参数,还要完成数据存储、信息推送、报警判断、其他平台数据推送和报警信息推送至平台等任务。
3.2设备控制模块实现
设备控制模块主要包括“我的控制”和“控制管理”两大功能。当传感器发出预警信号时,可以提前控制各设备的工作频率和状态。对于数据流传感器而言,可随时随地设置各传感器的传输频率,视频流传感器可远程控制其开关。
3.3数据显示模块实现
3.4数据管理模块实现
数据管理模块主要用于对用户个人信息、社区、场景和传感器等信息进行管理。社区管理子模块为用户展示属于该用户的所有注册社区。场景管理子模块提供场景注册方便用户,包括修改、注销、查询以及添加场景等。账号管理子模块主要提供给用户进行个人信息维护,同时管理员还具有其他功能权限。
3.5数据分析模块实现
数据分析模块主要为用户提供查询传感器历史数据,分析报警信息等功能。
4结语
物联网技术不断发展,消防传感器也更加智能化、多样化。通过物联网技术为社区安全管理提供一种智慧消防管理系统平台,使得各种消防传感器能够更加方便地为用户提供服务,随时通过手机、电脑查询消防设备最新运行状况,及时获取消防场景火灾情况,从而实现智能预警的目的。本文通过分析社区中的消防需求,设计了智能消防监控服务平台,与多个不同消防平台互相通信,使得不同种类的消防传感器节点能够随时接入平台,最终提供一个通用的消防监控平台。