基于zigbee的火災報警系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

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1、本科畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱：基于ZigBee的災報警系統(tǒng)設計學院（系）：年級專業(yè)：學生姓名：指導教師：完成日期：11一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展，高層建筑、地下建筑以及大型綜合性建筑日益增多,火災隱患也隨之增加,火災發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失都呈逐年上升趨勢。因此，有效的火災報警系統(tǒng)成為保護人身生命財產(chǎn)安全的重要設施。從火災報警系統(tǒng)的發(fā)展過程來看[1]，大致可以分成三個階段：多線性火災報警系統(tǒng)，總線型火災報警系統(tǒng)[2]和無線型火災報警系統(tǒng)[3-4]。多線性報警系統(tǒng)由于電路復雜、布線多、可靠性差，已經(jīng)逐漸被總線型報警系統(tǒng)取代，這種自動報

2、警系統(tǒng)己采用微處理器控制，通過總線與控制器實現(xiàn)信號傳送，它同以前的產(chǎn)品相比有了很大的飛躍，布線工作顯著減少，安裝調(diào)試變得容易，降低了安裝和維修費用，目前國內(nèi)生產(chǎn)的火災自動報警系統(tǒng)大多數(shù)為此類產(chǎn)品[5]。但隨著社會的發(fā)展，這一系統(tǒng)已逐漸暴露出它的問題。由于采用了有線連接，線路容易老化或遭到腐蝕、磨損，系統(tǒng)耗材多、造價高、功耗大、擴展能力差、設計、施工與維護復雜[6]。在火災發(fā)生前后不能有效地發(fā)揮其作用。解決這些問題的最佳方法就是取消硬線連接，使用可以即插即用的無線系統(tǒng)。國際上許多著名的大學和公司紛紛從不同的層次、不同的角度對無線傳感器網(wǎng)絡進行了研究和開發(fā)。目前，國外在無線傳感器網(wǎng)

3、絡方面的研究已經(jīng)取得了一些積極的研究成果，他們已經(jīng)成功地開發(fā)了全功能傳感器。極少數(shù)企業(yè)已經(jīng)開始使用無線傳感器網(wǎng)絡技術[7]。但是目前國外的類似產(chǎn)品，主要是作為樓宇自控系統(tǒng)的附屬子系統(tǒng)，不符合我國有關火災報警必須自成系統(tǒng)的設計原則，因此國外目前的無線火災自動報警系統(tǒng)在我國消防消防領域的應用受到了限制。主要的無線網(wǎng)絡技術有藍牙技術[8]、紅外線技術、Wi-Fi技術、ZigBee技術等，這些技術各有優(yōu)缺點[9]。火災報警系統(tǒng)除了要求具有較好的可靠性，穩(wěn)定性和實時性外，我們還希望火災報警器的成本較低，方便我們大規(guī)模地在樓宇內(nèi)布置節(jié)點，但藍牙技術集成復雜，成本高，紅外線技術只能在兩種設備

4、之間連接，Wi-Fi技術11功耗大，都不適用于火災報警。而ZigBee技術由于低功耗，低成本，組網(wǎng)能力強，成為火災報警系統(tǒng)的最佳選擇。在國內(nèi)，對于無線傳感器網(wǎng)絡的火災報警系統(tǒng)的研究主要是在許多大學的研究所進行的，由于研究的目的不同，而所釆取的硬件設計平臺也不近相同。這些研究主要集中于網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、能量管理、路由算法及通信協(xié)議等，例如，基于ZigBee的無線樓宇火災監(jiān)測網(wǎng)絡設計，基于ZigBee的智能火災報警系統(tǒng)設計等。隨著ZigBee技術逐步成熟，國內(nèi)多家單位將基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡應用于環(huán)境監(jiān)測、煤礦安全、遠程抄表、智能家居等領域開展了研究，從理論和實踐上獲得了突破

5、，火災報警系統(tǒng)無線化的時代即將到來。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題ZigBee作為一種低功耗、低成本、高可靠性的無線通信技術，是非常理想的選擇[10-11]。而近年來各國學術界在無線傳感器理論研究和實踐中所積累的理論和經(jīng)驗，為我們搭建基于ZigBee的無線火災報警系統(tǒng)提供了重要的技術支撐。1、本系統(tǒng)是基于ZigBee技術的無線火災報警系統(tǒng)[12-15]，系統(tǒng)一改傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)，采用ZigBee網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸。解決了傳統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)布線難、后期維護復雜、誤報率高、一些特殊場合不適用等一系列問題。2、系統(tǒng)的總體設計。本系統(tǒng)分為三個模塊：傳感器模塊

6、、無線傳輸模塊，上位機模塊，傳感器模塊用于探測各個區(qū)域的溫度、濕度、煙霧情況，通過無線傳輸模塊送到上位機系統(tǒng)，完成對環(huán)境中溫度、濕度及煙霧的測量。3、系統(tǒng)的監(jiān)控。本系統(tǒng)采用相應上位機軟件，用于操作人員進行全網(wǎng)監(jiān)控。系統(tǒng)完成對環(huán)境溫度、濕度及煙霧氣體檢測，某項值超標即出發(fā)報警，同時實時記錄報警信息。4、系統(tǒng)的軟硬件設計。系統(tǒng)采用CC2530單片機，作為無線傳輸模塊，DHT11溫濕度傳感器，QM-2型煙霧傳感器制作傳感器模塊，并設計PCB電路板。軟件方面采用TI公司的Z-Stake協(xié)議棧，進行C語言編程。三、研究步驟、方法及措施111、對ZigBee技術進行深入的了解：了解無線網(wǎng)絡

7、技術，ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡配置和拓撲結(jié)構(gòu)。2、確定系統(tǒng)總體設計方案：系統(tǒng)設計原則，系統(tǒng)軟硬件設計方案，系統(tǒng)的功能。3、系統(tǒng)硬件設計及分析：本系統(tǒng)采用CC2530芯片，作為無線傳輸模塊，其中QM-2型煙霧傳感器[16]，DHT11溫度濕度傳感器，作為傳感器模塊。4、系統(tǒng)軟件設計及分析：CC2530采用IAREmbeddedWorkbench5.4進行C語言編程，用protel99se軟件進行傳感器模塊PCB板的制作，用Labview軟件進行上位機系統(tǒng)的設計。四、研究工作進度1-4周，查