以WiFi和ZigBee联合定位的消防灭火救援系统沈雪微1，冯宁1，张玲玲1，王海成2，摘要：当前消防灭火体系受限于通信方式、设备管理模式等技术方面，无法适应日益复杂的火场救援需要。结合城市消防体系的发展需求，将物联网技术引入消防灭火现场救援中。采用了以Wi-Fi为主、ZigBee为辅的融合定位技术，提出基于物联网传感感知技术的高效现场救援系统方案。本系统方案划分模块对数据等信息加以分析处理，并用基于信号强度和三边定位算法联合实现重点场所火灾预警和消防人员精确跟踪定位，提高指挥中心决策的准确性，保障消防人员安全。：TP391.4文献标识码：A：2095-1302（2015）01-0032-040引言目前消防部门和产业界对灭火救援移动系统研究较少。由于部分火灾发生时间、地点、形势具有不确定性的特点，现有各种网络可能覆盖不到事发区域，另外一些预先布置的监控检测系统可能受到破坏，导致事故现场无法提供实时数据的采集和传送，导致指挥员无法实时全方位的监控，对事故决策造成影响。本文的目的在于提出一种融合现有Wi-Fi和ZigBee技术的室内消防定位方案，迅速在事故点周边搭建无线网络，显示所有救援人员的位置和状态信息，为现场救援提供准确的参考数据。1移动灭火救援特点与分析1.1技术特点据调查，在城市预防火灾方面主要采用的是在商场内安装火灾自动报警系统及其联动消防装置。然而在这种消防设备管理和监督体系下，商场内的消防设施得不到定期检修，火灾警报系统故障频发，导致无法准确对已发灾害进行掌控与救援。再加之传统救援模式下，消防员在复杂的火场环境中，发生危险等不可预知状况的几率极高。因此掌控火场内救援人员的准确位置，指挥部如何实施合理救援问题，是此刻亟待解决的。Wi-Fi技术是当前生产和生活中广泛采用的无线局域网技术，具有覆盖面广、组网灵活、传输速率高等优点，Wi-Fi定位技术更是具有精度高、对网络变动适应性好的特点，因此在制定移动灭火救援方案时，应优先考虑Wi-Fi作为基础定位技术。鉴于Wi-Fi的抗干扰能力比较差，在实际生产生活中，————————————————收稿日期：2014-09-30基金项目：国家自然科学基金项目（No.U1204609）；河南师范大学“国家大学生创新创业训练计划”国家级项目（201310476114）独立地使用Wi-Fi技术进行室内定位已不足以满足人们对实时准确定位的需求，特别是在处理移动灭火救援问题中。在定位领域应用广泛的就是ZigBee定位技术。ZigBee节点可进行数据采集并有自组网功能。ZigBee节点具有能耗低、可靠性强、时延短、容量大等优点。其缺点是网络拓展性不强，只在特定范围内定位精度较高，另由于ZigBee传输速度较低，因此只能传输定位过程中的简单信息。因此若将ZigBee和Wi-Fi相结合，利用ZigBee进行局部范围的定位，利用Wi-Fi进行较大范围的定位，则可以弥补双方的缺陷，提供较好的定位效果，能够适应火场变化复杂的环境。在移动灭火救援中，还需要采集和传输数据量较大的图像、声音等信息。与ZigBee技术的低数据速率的传输相比，Wi-Fi优势凸显。因此，为了满足移动灭火救援的具体需要，本文拟采用以Wi-Fi定位为主，ZigBee为辅的火场定位方案，该方案通过信息融合技术，将Wi-Fi和ZigBee技术结合实现更加精确的实时定位；与此同时，该方案还可利用ZigBee技术组建无线传感器监测网络，监测和报警人员活动情况，传输小数据量的监测活动信息；利用Wi-Fi技术组建无线监测局域网络，根据无线传感器监测网络监测的情况采集相关的图像或声音信息，传输大数据量的监测活动信息，同时提供好的系统扩展性。（1）准确定位通过接收终端信号，再根据Wi-Fi和ZigBee采集的数据信息实现对救灾现场消防人员的精确定位。（2）及时迅速时间决定效率，利用该系统可高效迅速进行人员调度及监控指挥。（3）现场指挥消防监控指挥中心获取救援人员定位及现场环境状况，32物联网技术2015年/第1期实施精准合理的现场指挥。1.2需求分析本系统方案主要应用在大型商场等人流量较大，火灾易发场所。根据对大型商场内消防现状的调查与分析，设计新系统时充分利用ZigBee和Wi-Fi的特点，以达到设计的最终目的，在设计中需要注意一下几个问题：...