劉凌云 趙利芳 鄭曉霞 王新智

【摘要】 本文針對目前校園防火系統(tǒng)，通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征的分析，以校園為依托，提出了將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中ZigBee技術(shù)、傳感器等技術(shù)應(yīng)用于校園防火系統(tǒng)之中。本研究利用傳感器采樣技術(shù)采集信號，利用ZigBee無線通信技術(shù)來解決各智能節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸和通信問題，完成校園的智能化防火報(bào)警。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng) 傳感器 防火

Research on campus fire alarm system based on Internet of things

Abstract： In this paper， based on the analysis of the characteristics of the Internet of things technology， the paper puts forward the technology of ZigBee technology and sensors in the campus fire prevention system. In this study， the data transmission and communication of intelligent nodes are solved by using ZigBee wireless communication technology to solve the problem of data transmission and communication.

Keywords： Internet of things； Sensor； Fire prevention

一、引言

校園是我們國家教育和培養(yǎng)人才的場所，在校老師和學(xué)生人數(shù)非常龐大，隨著校園不安定因素越來越多，校園安全也成了人們關(guān)注的重中之重，維護(hù)校園安全穩(wěn)定，保護(hù)師生生命、財(cái)產(chǎn)安全成了目前亟需解決的問題。在這些不安定因素中火災(zāi)造成的危害最大，一直以來，校園防火工作雖然投入了大量的人力物力，可還是存在很多不足，迫切需要采用新技術(shù)對火災(zāi)能進(jìn)行監(jiān)控，及時對火災(zāi)預(yù)測和報(bào)警。

二、校園防火報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的校園防火報(bào)警系統(tǒng)是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層組織結(jié)構(gòu)，這三層從下而上為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成，感知層主要是無線傳感器，通過無線傳感器獲得相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，并傳遞到上層網(wǎng)關(guān)接入點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)層主要借助現(xiàn)今成熟的網(wǎng)絡(luò)體系接入和傳輸數(shù)據(jù)，主要包括各種網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)絡(luò)以及異構(gòu)網(wǎng)融合等；應(yīng)用層物聯(lián)網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)的一層。

本文設(shè)計(jì)的校園火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)由三種硬件節(jié)點(diǎn)模塊組成，包括無線傳感節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，無線傳感節(jié)點(diǎn)主要采用煙霧傳感器負(fù)責(zé)收集火災(zāi)信息，并把火災(zāi)信息利用Zigbee無線通訊方式傳送到路由器節(jié)點(diǎn)，路由器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)?；赯igbee技術(shù)的智能火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)提高了管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的可靠性，對每個終端節(jié)點(diǎn)所監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)發(fā)生的火災(zāi)險(xiǎn)情能夠及時判斷并通過無線網(wǎng)絡(luò)通知管理人員。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

這里使用煙霧傳感器MQ-2，如圖2所示，適用于煙霧監(jiān)測，用單片機(jī)監(jiān)控傳感器的收集信號看是否有火災(zāi)發(fā)生。MQ-2引腳說明：

Vcc：接+5v電源

GND：電源負(fù)極

Aout：模擬量輸出

Dout：數(shù)字量輸出。

三、校園防火報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)讀取煙霧傳感器引腳的的值，當(dāng)有煙霧發(fā)生時，當(dāng)大于閾值發(fā)送報(bào)警信號至報(bào)警系統(tǒng)。流程圖如圖3所示。

當(dāng)測量濃度大于設(shè)定濃度時，單片機(jī)IO口輸出低電平

#include//庫文件

#defineucharunsignedchar//宏定義無符號字符型

#defineuintunsignedint//宏定義無符號整型

sbitLED=P1^0；//定義單片機(jī)P1口的第1位（即P1.0）為指示端

sbitDOUT=P2^0；//定義單片機(jī)P2口的第1位（即P2.0）為傳感器的輸入端

voidmain（）{

while（1）//無限循環(huán){

LED=1；//熄滅P1.0口燈

if（DOUT==0）//當(dāng)濃度高于設(shè)定值時，執(zhí)行條件函數(shù){

LED=0；//點(diǎn)亮P1.0口燈

四、總結(jié)

綜上所述，本系統(tǒng)把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中ZigBee技術(shù)、傳感器等技術(shù)應(yīng)用于校園防火系統(tǒng)之中，利用傳感器采樣技術(shù)采集信號，利用ZigBee無線通信技術(shù)來解決各智能節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸和通信問題，完成校園的智能化防火報(bào)警，大大提高了校園防火報(bào)警預(yù)測和處理能力，目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還處于一個發(fā)展階段，各種技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)還不是很成熟，在設(shè)計(jì)時可能有一些不足，隨著技術(shù)的發(fā)展，校園防火報(bào)警系統(tǒng)也會越來越成熟，為校園的安全做出巨大貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張良.智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].重慶：重慶大學(xué)，2011.

[2] 肖凌云.基丁-無線通信的家居集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].武漢理工大學(xué)，2007