付宗見 李華

摘要：無線火災(zāi)報警系統(tǒng)作為一種新型火災(zāi)報警系統(tǒng)，其重要組成部分包括無線火災(zāi)探測器、報警控制器等，主要是通過無線探測裝置進行探測火情。在出現(xiàn)火情、設(shè)備故障的情況下，無線火災(zāi)探測器可及時發(fā)出準確的無線電報警信號，并通過報警控制器接收此信號，進行處理火情，確保智能樓宇的安全性能。

關(guān)鍵詞：ZigBee；火災(zāi)監(jiān)測；智能樓宇智能樓宇概念主要是通過將樓宇模仿人的智能機理而提出的，為了實現(xiàn)樓宇控制的智能化發(fā)展，必須不斷引進各項全新的監(jiān)測技術(shù)。采取新型的無線傳感技術(shù)ZigBee，進行收集大量的數(shù)據(jù)作為充分的調(diào)控基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)安防管理和能源控制。能源控制任務(wù)主要在于進行管理樓宇的照明、空調(diào)等設(shè)備，安防系統(tǒng)主要是加強火警、盜竊類事件的報警處理?，F(xiàn)階段，有線與無線兩種方式作為主要的數(shù)據(jù)傳輸手段，尤其是新型的zigBee作為一種先進的無線傳感技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用優(yōu)勢在于能源消耗少、安裝簡單方便、維護快捷等。

一、ZigBee技術(shù)概述

ZigBee技術(shù)作為一種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于中短距離無線系統(tǒng)的雙向傳輸，2.14GHz、868MHz、915MHz等作為主要的工作頻段。ZigBee技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出、控制命令輸入等功能，滿足傳感器各種需求。基于AdHoC的路由協(xié)議，其主要特征在于數(shù)據(jù)速率低、功耗低、近距離等，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)維護成本的最小化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我維護效果。

二、方案設(shè)計

（一）監(jiān)測參數(shù)的選擇。智能樓宇的智能化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有明顯的多元化特征，本系統(tǒng)通過多點溫度樣值進行測量。智能化的大型樓宇，采取單監(jiān)測點無法提供完整的信息。本研究通過基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)，從不同的角度進行采集數(shù)據(jù)，多結(jié)構(gòu)安置傳感器節(jié)點，才能全面監(jiān)測所有的數(shù)據(jù)信息，綜合判斷所有的信息。

（二）系統(tǒng)架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)路由器和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備作為zighee中定義的三種設(shè)備，為了增強網(wǎng)絡(luò)的簡單性，延長節(jié)點的使用周期，必須科學調(diào)整傳感器節(jié)點的數(shù)量與位置。本研究將星型拓撲應(yīng)用于系統(tǒng)路由節(jié)點和終端節(jié)點之間，將網(wǎng)狀拓撲應(yīng)用于協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點之間。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)

（一）硬件實現(xiàn)。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，采取H F-C C 2 4 3 0 z D K z ig Be e開發(fā)套件、D s l s B2 0 數(shù)字式溫度傳感器，進行采集溫度數(shù)據(jù)，同時，通過c c2 43 0模組進行測量溫度，將每個模組進行連接相應(yīng)的溫度采集傳感器，利用路由節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)至協(xié)調(diào)節(jié)點。

（二）軟件實現(xiàn)。在實現(xiàn)軟件設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器初始化信道時，產(chǎn)生不沖突的域網(wǎng)絡(luò)標識符PANlD，且MAc層 會受到由網(wǎng)絡(luò)層給定的網(wǎng)絡(luò)管理試圖發(fā)送的0x0 0 0 0作為地址。此系統(tǒng)采取閡值觸發(fā)機制進行發(fā)送數(shù)據(jù)，溫度大幅度下降，有效維持了較低的功耗，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)無線通信的低消耗。

通過實現(xiàn)硬件與軟件，可獲取芯片內(nèi)部的電壓與測量到的溫度數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)紿 F z-s m a r t RF0 4E B M的L c D屏移動終端，最終獲取檢測區(qū)域溫度數(shù)據(jù)信息。

四、總體設(shè)計

（一）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及各部分功能。樓宇的探測器節(jié)點、路由器、系統(tǒng)協(xié)調(diào)器、系統(tǒng)中心控制組成了本系統(tǒng)的重要組成部分，探測器節(jié)點主要是通過溫度的變化，加強對火情的判斷。結(jié)合實際的樓宇結(jié)構(gòu)，將其設(shè)置于樓宇內(nèi)不同的房間中。路由器在完成數(shù)據(jù)外傳輸?shù)耐瑫r，還具備完成探測器節(jié)點的功能。協(xié)調(diào)器進行整理接收的信息后，通過有線方式結(jié)合系統(tǒng)中心控制器，進行傳輸數(shù)據(jù)。中心控制器可加強對樓宇內(nèi)所有實時信息的檢測。本系統(tǒng)中，ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成部分包括探測器節(jié)點、路由器及協(xié)調(diào)器，各個部分直接通過無線方式進行傳輸信息。協(xié)調(diào)器通過串口通信方式，將獲取的信息傳輸給系統(tǒng)中心控制器，并反饋于相關(guān)的工作人員，以實現(xiàn)良好的樓宇火災(zāi)監(jiān)控功能。

（二）系統(tǒng)設(shè)備間的通信。本系統(tǒng)的各個探測器節(jié)點，利用路由器將區(qū)域的狀態(tài)信息傳輸給調(diào)器，協(xié)調(diào)器經(jīng)過匯總?cè)康墓?jié)點信息，并傳遞向控制器，從而實現(xiàn)了樓宇的火災(zāi)監(jiān)測能。在系統(tǒng)運作中，探測器、路由器、協(xié)調(diào)器及控制器之間實現(xiàn)有效的信息傳輸，實現(xiàn)各項監(jiān)測功能。系統(tǒng)中各個節(jié)點進行信息傳輸時的功能主要體現(xiàn)如下：①節(jié)點登錄。在建立ZigBee無線火災(zāi)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)過程中，首先是采取協(xié)調(diào)器進行組建網(wǎng)絡(luò)，并安裝在樓宇內(nèi)部的探測器中，最終應(yīng)用于該網(wǎng)絡(luò)當中。在網(wǎng)絡(luò)中置入探測器后，首先進行搜索附近的網(wǎng)絡(luò)，將最短路徑的路由器置入網(wǎng)絡(luò)中。探測器將搜索信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器，并進行保存基本信息，為節(jié)點的管理提供充分的依據(jù)。②匯報工作狀態(tài)。工作狀態(tài)信息可確保各個探測器節(jié)點的正常運行，正常連接各個協(xié)調(diào)器。在組成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)后，協(xié)調(diào)器進行接收該節(jié)點的狀態(tài)信息，并進行保存此節(jié)點發(fā)送狀態(tài)信息的次數(shù)，以增強查詢的方便性。在相應(yīng)的時間內(nèi)，協(xié)調(diào)器會進行查詢各個探測器節(jié)點的狀態(tài)信息，在節(jié)點未向協(xié)調(diào)器發(fā)送狀態(tài)信息的情況下，協(xié)調(diào)器將會主動要求該節(jié)點將狀態(tài)信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器。在發(fā)送請求信息的情況下，探測器節(jié)點未向協(xié)調(diào)器發(fā)送狀態(tài)信息，則通過協(xié)調(diào)器會發(fā)現(xiàn)探測器節(jié)點發(fā)生故障，并顯示相關(guān)的信息。③警情匯報。系統(tǒng)正常工作后，探測器節(jié)點將會收集相應(yīng)的溫度信息，并進行判斷該范圍內(nèi)是否發(fā)生火情。在發(fā)現(xiàn)火情產(chǎn)生的情況下，探測器節(jié)點會在第一時間通過路由器接，向協(xié)調(diào)器發(fā)送相關(guān)的告警信息。協(xié)調(diào)器接收告警信息后，將進行更新探測器節(jié)點的狀態(tài)信息，并向控制器傳送該告警信息。控制器接收到告警信息后，將會顯示MAC地址、地理信息等火情節(jié)點基本信息。此時，監(jiān)控人員通過了解控制器顯示的探測器節(jié)點信息，從而采取相應(yīng)的火情處理方案。另外，控制器同時還會給發(fā)生火警的探

測器節(jié)點發(fā)送確認信息，探測器節(jié)點將會作出相應(yīng)的動作，比如閃燈提示火情的位置，利用通過路由器及協(xié)調(diào)器向控制器傳遞確認消息，以實現(xiàn)良好的警情匯報功能。④節(jié)點聯(lián)動控制。在系統(tǒng)運作過程中，探測器節(jié)點發(fā)現(xiàn)有火情產(chǎn)生，并反饋于控制器，將向系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點發(fā)送控制信息，比如通過閃燈等操作，以改變火災(zāi)現(xiàn)場的節(jié)點的休眠狀態(tài)。實際的操作如下：在出現(xiàn)火情后，控制器向節(jié)點發(fā)送控制信息，節(jié)點將退出休眠狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)點的聯(lián)動，直到

消防工作人員的到來。在解除警情后，控制器將會向節(jié)點發(fā)送相應(yīng)的復(fù)位命令，節(jié)點將會解除最初的報警狀態(tài)，并實現(xiàn)復(fù)位操作，從而進入穩(wěn)定健康的工作狀態(tài)。

結(jié)束語：隨著社會經(jīng)濟的全球化發(fā)展趨勢，智能樓宇概念的內(nèi)涵和外延逐漸豐富化、多元化，不斷為住戶提供更加舒適安全的生活方式。ZigBee作為一種全新的通信技術(shù)，其應(yīng)用可進行綜合處理傳感器數(shù)據(jù)，有效減少了數(shù)據(jù)傳輸流量，實現(xiàn)節(jié)點的低能消耗量，從根本上保障系統(tǒng)火災(zāi)報警精準率的提高。綜上所述，通過將傳感器作為終端的數(shù)據(jù)采集手段，采取zig

Bee無線傳輸技術(shù)作為媒介，進行設(shè)計溫度監(jiān)測系統(tǒng)，從而為智能樓宇高管理提供充分的技術(shù)支撐。

參考文獻：

[1] 趙文靜.基于ZigBee技術(shù)的智能樓宇監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[D].杭州電子科技大學,2010.

[2] 朱科,吳榮慶,邱揚.基于ZigBee技術(shù)的智能樓宇火警監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技傳播,2012,17(13):203-204.