社區數字化應急管理系統構建探究

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1物聯網的技術框架

物聯網得到廣泛應用，其所發揮的作用是不可替代的。在社區數字化管理中發揮物聯網技術的作用，就是通過運行這種混合網絡對社區實施應急管理。從物聯網的構成來看，主要包括三個部分，即物聯網的感知層、物聯網的網絡層和物聯網的應用層。其一，物聯網的感知層所發揮的作用是全面感知信息。在感知層上面的節點不會受到時間和空間的限制對信息予以感知，可以獲得測量信息，將捕獲的信息傳遞，還能夠有效地控制設備[1]。其二，物聯網的網絡層所發揮的作用是將數據傳輸工作完成，并控制網絡的運行狀態。從其構成上來看，包括多種網絡組合，主要為移動通信網、各種類型的專網、互聯網和企業運行的內部網絡等等。在控制網絡的過程中，網絡層所發揮的功能是選擇路由、連接網絡、復用數據鏈路、檢測差錯、控制流量、管理網絡等。其三，物聯網的應用層所發揮的作用是處理信息并實現人機交互。通過發揮應用層的作用，可以分析感知數據并予以處理，對數據信息進行挖掘并融合，給用戶提供獲得豐富的信息，實現應用的智能化。

2基于物聯網的社區數字化應急管理系統的構成

社區數字化應急管理系統中應用物聯網技術，從物聯網的整體架構情況來看，主要包括三個部分，即社區物聯網的采集感知與控制層、社區物聯網的異構網絡通信層和社區物聯網的綜合應用層。社區信息采集感知與控制層主要是為社區的RFI提供服務，各類傳感器以及家用電器也可以享受到服務。社區物聯網的異構網絡通信層涵蓋各種公共傳輸網絡，諸如家庭2.4MHz頻段網絡、社區433KHz頻段網絡以及全球移動通信系統/碼分多址/互聯網等。綜合應用層主要發揮的作用是對社區環境實施信息監視，對家庭設備實施遠程控制等。綜合應用層還可以對這些功能予以擴展，具體見圖1。社區數字化應急管理系統應用智慧信息機傳遞信息，使用掌上AP啟動應急服務，發揮物聯網的作用對整個社區實施智慧化應急管理。

2.1感知層與控制層

感知層與控制層所發揮的作用是讓社區居民享受到立體化、高品質的智慧生活。當應急管理系統啟動的時候，感知層與控制層與便民通信機系統連接，社區居民的各種需求信息都可以在此獲得，從而為居民提供各種應急服務。在感知層和控制層有各種控制節點，對各種類型的設備起到一定的控制作用。傳感器主要包括三種，即用于監測環境的傳感器、用于監測安防的傳感器和三表數傳[2]。這些傳感器對社區信息及時了解，將社區居民所需要的信息及時傳輸出去，當應急服務系統接收到信息之后，指派專業的服務人員為居民提供應急服務。具體見圖2。

2.2網絡層

2.2.1網絡框架。數字社區有屬于自身的物理環境，對于數字技術的應用需求也有所不同，所構建的網絡架構包括三層，每層結構所應用的組網頻段都有所不同。每戶家庭通常是非常小的空間，很短的視距通信距離，可以應用2.4MHz的頻段組網。建筑以外的空間是非常大的，有較長的視距通信距離，應用433KMz的頻段組網即可。社區之間以及社區與外界之間進行數據交換，就可以發揮無線公網的作用，也可以發揮互聯網的作用傳輸信息。社區在向居民提供應急服務的時候，可以通過信息交換獲得小區信息以及特定某個家庭的應急需求信息，將這個信息向高一層的網絡傳輸，到指定的客戶端。應急管理人員接收到信息之后，及時出臺處理方案，采用遠程操作的方法就可以處理各種事務。工作人員不需要到現場就能夠解決小區的各種問題，真正意義地做到了管理應急性。所以，網絡層對環境有也很好的適應性，即便環境不斷地發生變化，在數字社區中的物聯網運行過程中，這種組網方式也是非常有效的。2.2.2組網機制。社區的無線傳感器網絡中，路由包括兩種類型，第一種為按需路由，第二種為按表路由。按表路由在技術維護的時候投入的資金比較多，當產生拓撲變化時反應速度不是很快，所以，數字社區物聯網中不適合使用按表路由。使用按需路由，在協議中可以劃分為兩種，第一種為傳統無線傳感器網絡路由協議，第二種為Adhoc網絡路由協議。這兩種路由協議都有各自的特點，其中傳統的無線傳感器網絡路由可以起到網絡節能的效果，在洪泛機制的基礎上將路由建立起來，在網絡運行中需要投入的資金量比較大。對于Flooding協議的弱點，一些路由協議已經克服了，但是考慮到設計效率問題，還需要從實際出發進一步優化。在數字社區物聯網中，要使得組網機制滿足社區應急管理需求，對時延有很高的要求，信息傳輸及時，以及時解決問題。比如，SPIN、LEACH等的協議中都優化了路由，可以獲得良好的信息傳輸效果，為應急管理爭取時間。

2.3應用層

在數字社區的應用層上，公共網絡所發揮的作用是將各種感知數據傳輸到終端，通過融合數據、挖掘數據信息和分析數據信息，可以起到監視家庭或者監視社區環境的作用，而且根據實際需要實現遠程控制，為應急管理提供了便利[3]。與此同時，各種應用功能衍生出來。比如，對進入社區和走出社區的人實施管理，對社區的車輛實施管理等，采用這種方式可以對數字社區實施智能監測，管理更加及時可靠。物聯網技術的應用，使社區中的所有信息資源都可以“物物相聯”，發揮公共網絡的作用，將各個數字社區之間建立聯系，實現智慧社區，對各項事務實施智慧化管理，使得應急管理更加到位。

2.4實施方案

應用物聯網技術實施數字社區管理，主要使用了三層無線網絡將社區智能網絡構建起來。具體的設計中，感知層節點使用終端節點替代，主要包括安防監控節點、環境監測節點和三表數傳節點，這些節點用于采集傳感信息并對信息予以傳輸，控制各種類型的被控設備。具體見圖3。數據采集部分主要是對物理信號予以采集，具體為溫度信號、濕度信號等，根據需要將這些信息轉化為數字信號。在對信號直接采集的過程中，主要是采集開關量信號或者通過讀取或記錄表數據信息。在處理數據的過程中，主要是采集處理過的信號，然后根據具體的需要予以處理，由于這個部分的信息計算量不是很大，只要使用8位低功耗微控制器就可以解決。數據傳輸部分所發揮的作用是對數據信息接收和發送。在社區中運行2.4MHz的感知層節點，按照家庭的具體需要布置網絡，可以劃分為多個局域網絡，每個局域網絡都需要設定一個匯聚節點或者多個匯聚節點，諸如局域匯聚節點或者家庭匯聚節點等。匯聚節點本身就是一個傳感器節點，具備增強功能，其供給的能量非常充足，而且內存非常多。應用控制器，其不同之處在于，有2個無線收發模塊，不僅2.4兆赫無線網絡上面的射頻芯片可以使用，而且具有433MHz的無線收發模塊。在信息傳輸的過程中，不僅傳輸得距離遠，而且有很強的穿透力。即便距離社區應急管理系統比較遠的家庭，有需要的時候也可以及時傳輸信息，使得社區實現數字化應急管理。

3結語

通過上面的研究可以明確，數字社區在應急管理工作中要將物聯網充分利用起來構建數字化應急管理系統，使得室內物理環段與室外物理環段結合，滿足社區的應急需求。通過建立物聯社區網絡架構可以發揮的作用是讓社區實現數字化管理。但是物聯網在運行的過程中，網絡的運行會受到組網路由的影響，同時還會受到節點功耗的影響，所以，將物聯網應用于社區的數字化應急管理工作中，需要對網絡結構予以優化，在技術上予以改進，實現智能化的數字社區。

參考文獻

[1]劉琦.物聯網智慧小區安防技防系統的建設與實現[J].網絡安全技術與應用，2019（12）：151-153.

[2]朱軍.公安應急物資物聯網智能管理系統分析與設計[D].南京：東南大學，2019.

[3]李卓卿.基于物聯網可視化技術的人防監控系統軟件設計與實現[D].冶金自動化研究設計院，2019.

作者:黃培明 單位:廈門普標科技集團