ZigBee+CC2530无线火灾报警系统设计与实现(3)
时间:2018-04-13 21:14 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
如今，无线传感器的快速发展进一步拓宽了火灾探测的应用领域，为很多传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段；而像是傅立叶近红外光谱技术，弱信号处理技术等探测和信号采集技术，也将经一步的促进无线火灾探测技术的发展，我们有理由相信无线火灾报警系统会在未来社会上得到长足的发展和广泛应用。 1．2 研究目的及意义 火灾分为初始，火灾蔓延和火灾扩大三个阶段，若是在萌芽阶段就及时的监测到火灾信号，则会最大限度地减少人员和财产的损失，对之后的消防工作提供很大的帮助。而火灾一般是在无人察觉的情况下发生的，无线火灾报警系统的诞生和发展，必将对于城市街区的消防安全产生极为重要的保护作用。 从无线火灾报警系统的发展前景来看，由于相比于有线报警无线火灾报警系统能够节省大量的人力物力，完全省去了繁冗的人工布线过程，更低的功耗将会节省大量的资金；随着传感器技术的不断发展，数据的采集，分析传输也必将会得到更大的优化，届时无线火灾报警系统必将会因为自身的低成本低功耗的优势逐渐取代传统报警系统的地位，成为日后所有民用工业商业建筑内都必不可少的安全装置。 此次研究在充分了解ZigBee协议栈的功能和使用方法的基础上，基于CC2530开发板，MQ-2普敏气体烟雾传感器和火焰传感器组建起一套较为完整的无线传感器硬件平台。本设计以C语言为编程语言，力求完成具有实用价值，功能完善的无线火灾报警系统。 1．3 论文组织 本文主要由五部分组成： 第一部分：绪论。大致阐述本论文的研究意义和目的。 第二部分：无线传感器网络。对无线传感系统中的各个部分和技术进行大致的介绍，简介zigbee通信协议，详述系统设计中协议在计算机各层中的应用。并简要分析无线火灾报警系统的大致工作流程。 第三部分：硬件设备及开发工具。介绍本设计所使用的技术及软件工具，并在介绍的同时，说明选择此工具的理由。 第四部分：无线火灾报警系统设计与实现。具体说明无线火灾报警系统的设计思路及实现方式。 第五部分：系统测试。对整个系统每个部分进行测试，并进行火灾模拟检验。 2 无线传感网络简介 2．1 传感器简介 传感器（sensor）是一种能够监测到要被测量的量，并且能够将这种抽象的量按照某种固有规律转化为电平信号或是其他信号量输出出来，使其能够满足信息的搜集、传输、处理、分析、显示和控制等要求的一种特殊测量工具。传感器是实现信号自动检测和管理控制的基础。为无线火灾报警系统提供下层设备。一般情况下是由敏感元器件和转换器件两部分构成，不过也有一些半导体敏感元件本身自己就可以输出电信号，自己就可以作为独立的传感器。 传感器的种类多种多样，但就监测外界信息的手段上来讲，可分为[2]： (1) 物理类，基于力学，热学，光电磁，声学等物理效应的传感器。 (2) 化学类，能够通过化学反应表征信号的传感器。 (3) 生物类，加入了对生物酶，抗体，生物激素等分子识别功能的敏感元件。 我们在此使用的无线火灾传感器主要涉及到了物理类中的火焰传感器和烟雾传感器，当然，也可以使用温度传感器来进行火灾监测。 火焰传感器，实际上就是红外接收三极管，它能够探测到波长在700nm～nm间的红外光。火焰传感器自然也可以对日光灯进行检测，不过对于火焰信号效果更佳明显。探头的探测角度大约为优尔十度，其中红外光波长在880nm左右时，传感器的灵敏度达到最大。远红外的火焰探头可以监测到外界的红外光，并能够将其强度的变化转化为电平信号并传输。火焰传感器的实物及电路图如图所示[5]： (责任编辑：qin) |