基于zigbee的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計

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1、基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生宿舍火災(zāi)監(jiān)測報警系統(tǒng)研究——以民院為例指導(dǎo)老師:黃勇組員：楊一杰王濤陳飛虎目錄2、立項依據(jù)項目背景及意義現(xiàn)狀分析1、研究隊伍3、項目介紹項目簡介項目論證特色與創(chuàng)新4、預(yù)期成果5、小結(jié)研究背景由于建筑物內(nèi)人口密度的增加，煤氣天然氣、各種家用電器設(shè)備和公用電器設(shè)備使用中出現(xiàn)的可燃?xì)怏w泄露、電氣設(shè)備過載、過熱、短路、保護(hù)老化等不安全因素，都存在火災(zāi)隱患?；馂?zāi)自動探測報警系統(tǒng)作為早期探測火災(zāi)、將火災(zāi)遏制在萌芽狀態(tài)的重要設(shè)備，是實現(xiàn)消防結(jié)合，預(yù)防為主的消防策略的重要手段。研究意義鑒于現(xiàn)在市面上的智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的缺陷，本設(shè)計

2、采用TI公司的ZigBee協(xié)議棧，而ZigBee技術(shù)是一種低功耗、成本低、時延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全的無線通信技術(shù)。本設(shè)計不僅可以取代有線傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和組網(wǎng)，降低整個報警系統(tǒng)的復(fù)雜度，并且很大程度上提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)了火災(zāi)預(yù)警和報警的快速反應(yīng)和動作；并在現(xiàn)今要求的節(jié)能的觀念潮流上發(fā)揮著很大的魅力，低耗電待機(jī)模式下,2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6～24個月,甚至更長，相比于藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時；安裝火災(zāi)報警的節(jié)點無線穿墻布線，降低了施工成本，特別是適用于古建筑、舊樓加裝智能消防系統(tǒng)，便于火災(zāi)報警系

3、統(tǒng)的推廣和普及。第二章技術(shù)背景介紹2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的選擇第二章技術(shù)背景介紹2.2ZigBee技術(shù)ZigBee就是標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4的代名詞。在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)設(shè)備所具有的通信能力，可以分為全功能設(shè)備（FFD）和精簡功能設(shè)備（RFD）。FFD之間及FFD與RFD之間可以實現(xiàn)相互通信；但是RFD只能與FFD通信，而不能與其他RFD進(jìn)行通信。FFD在網(wǎng)絡(luò)中可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的控制和管理工作;RFD主要負(fù)責(zé)簡單的節(jié)點控制，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很少，對傳輸資源和通信容量占用較少，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中通常行使通信終端的作用。第二章技

4、術(shù)背景介紹ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義了三種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（ZigBeeCoordinator）、ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由器（ZigBeeRouter）、ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備（ZigBeeEndDevice）。其中網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立工作，及網(wǎng)絡(luò)想相關(guān)配置；路由器主要負(fù)責(zé)尋找、建立以及修復(fù)網(wǎng)絡(luò)報文的路由信息，并負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)報文；網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備具有加入、退出網(wǎng)絡(luò)的功能，并可以接收和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)報文，但是終端設(shè)備不允許路由轉(zhuǎn)發(fā)報文。通常協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點是由FFD來充當(dāng)，終端設(shè)備則由RFD組成。第二章技術(shù)背景介紹第二章技術(shù)

5、背景介紹ZigBee協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)第二章技術(shù)背景介紹ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)物理層定義了物理無線信道和與MAC(媒體介質(zhì)訪問層)之間的接口，提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。MAC層提供兩種服務(wù)：MAC層數(shù)據(jù)服務(wù)和MAC層管理服務(wù)。前者是為了MAC協(xié)議數(shù)據(jù)在物理層數(shù)據(jù)服務(wù)中正確無誤的傳輸，而后者進(jìn)行MAC層的管理工作，并且兼顧維護(hù)MAC層固有的信息數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，主要功能包括設(shè)備連接和斷開網(wǎng)絡(luò)時采用的機(jī)制，以及在幀信息傳輸過程中所采用的安全性機(jī)制；此外，還包括設(shè)備的路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)和轉(zhuǎn)交。ZigBee應(yīng)用

6、層框架包括應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對象（ZDO）和制造商所定義的應(yīng)用對象。第二章技術(shù)背景介紹HOLTEKHT66F50單片機(jī)HT66F50單片機(jī)是一款A(yù)/D型具有8位高性能精簡指令集的Flash單片機(jī)。包含了一個RAM數(shù)據(jù)存儲器和一個可用于存儲序號、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等非易失性數(shù)據(jù)的EEPROM存儲器。還帶有多個定時器模塊，定時器模塊分成精簡型、標(biāo)準(zhǔn)型和增強型，可提供定時功能、脈沖計數(shù)功能及PWM輸出功能。一個多通道可設(shè)置的10/12位A/D轉(zhuǎn)換器和雙比較器功能。內(nèi)置完整的SPI和IIC硬件模塊，為設(shè)計者與外部硬件通信的接口設(shè)計提供了

7、方便。內(nèi)部看門狗定時器、低電壓復(fù)位檢測功能和空閑模式等內(nèi)部特性使這款單片機(jī)功能更加完善。還提供了豐富的內(nèi)置振蕩器功能選項，無需外圍元器件。其在不同工作模式之間動態(tài)切換的優(yōu)越能力，給設(shè)計者提供了一個優(yōu)化單片機(jī)操作和減少功耗的重要手段。本設(shè)計運用了HT66F50單片機(jī)的片內(nèi)晶振模塊、內(nèi)部電壓比較器模塊（以此觸發(fā)中斷）、標(biāo)準(zhǔn)型定時器模塊、看門狗定時器模塊雙向I/O。第二章技術(shù)背景介紹MQ-2型煙霧傳感器工作原理其屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，當(dāng)MQ-2處于200~300℃溫度時，二氧化錫吸附空氣中的氧，在其表面形成氧的負(fù)離子吸附層，這樣造成電子密度

8、減少，從而提高了其電阻值；遇到可燃?xì)怏w時原來吸附的氧被可燃?xì)怏w所消耗，以正離子態(tài)的可燃煙霧吸附在半導(dǎo)體表面，氧被結(jié)合放出電子，煙霧以正離子態(tài)吸附也會放出電子，這樣使半導(dǎo)體帶電子密