本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的智能樓宇防火監(jiān)控系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,智能樓宇成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚某休d體,但其樓宇內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜、包含了各種電氣設(shè)備、裝飾材料等,再加上樓層相對(duì)較高,樓內(nèi)居住人員較多、相對(duì)空間較小。一旦有火災(zāi)發(fā)生,其著火區(qū)域就會(huì)向外迅速蔓延,產(chǎn)生一連鎖反應(yīng),增加了救援難度,造成重大的人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失。傳統(tǒng)的有線防火監(jiān)控系統(tǒng)布線復(fù)雜、可靠性差、維護(hù)成本高,在一些偏僻角落無(wú)法實(shí)時(shí)布線等存在很多的局限性。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng),安裝簡(jiǎn)單便利,無(wú)需布線、監(jiān)控范圍廣、成本低等,能夠較好的在樓宇內(nèi)運(yùn)行,完成對(duì)火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,應(yīng)用前景較好。本文針對(duì)樓宇環(huán)境,在充分考慮了現(xiàn)有各種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee技術(shù)的智能樓宇防火監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控中心四個(gè)部分組成,系統(tǒng)通過(guò)對(duì)樓宇內(nèi)各環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的監(jiān)控和報(bào)警功能。此外,當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí),該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的消防人員的定位功能,大大提高了滅火的效率和人員的安全。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩個(gè)部分,在硬件設(shè)計(jì)上,系統(tǒng)采用CC2530芯片作為ZigBee節(jié)點(diǎn)的主控芯片,在終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)部署溫濕度、煙霧以及CO等傳感器來(lái)采集樓宇內(nèi)的環(huán)境參數(shù)：路由節(jié)點(diǎn)通過(guò)增加射頻前端來(lái)實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的傳輸,最后通過(guò)對(duì)串口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器和監(jiān)控中心的通信。在軟件設(shè)計(jì)上,系統(tǒng)采用樹(shù)簇形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建成一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò),利用IT公司的Z-Stack協(xié)議棧詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各功能模塊；針對(duì)本系統(tǒng),利用Visual C#2010開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)出監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,并運(yùn)用RSSI測(cè)距算法和Bounding-box定位算法的相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防人員的定位。最后通過(guò)測(cè)試,系統(tǒng)能夠成功組網(wǎng)和進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。在監(jiān)控過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸有效,通信距離符合要求,當(dāng)有異常情況發(fā)生時(shí)系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警,基本滿足需求。
【關(guān)鍵詞】：火災(zāi)監(jiān)控 ZigBee 智能樓宇 RSSI Bounding-box
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU892;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 智能樓宇的發(fā)展15-16
• 1.2.2 火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展16-19
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 2 ZigBee技術(shù)和WSN定位技術(shù)的概述22-38
• 2.1 ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)介22
• 2.2 ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)22
• 2.3 ZigBee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)22-29
• 2.3.1 物理層23-26
• 2.3.2 媒體訪問(wèn)控制層26-27
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)層27-28
• 2.3.4 應(yīng)用層28-29
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29-32
• 2.4.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備29-30
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)30-32
• 2.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于測(cè)距的定位算法32-36
• 2.5.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位簡(jiǎn)介32-34
• 2.5.2 基于測(cè)距的WSN定位算法34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 3 智能樓宇防火監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)38-46
• 3.1 系統(tǒng)的需求分析38-39
• 3.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)39-41
• 3.2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)39-40
• 3.2.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布局40-41
• 3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案41-42
• 3.3.1 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計(jì)41-42
• 3.3.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的低功耗設(shè)計(jì)42
• 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 智能樓宇防火監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)46-60
• 4.1 ZigBee射頻芯片選型46-48
• 4.1.1 ZigBee射頻模塊的分析46
• 4.1.2 CC2530芯片介紹46-48
• 4.2 終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)48-54
• 4.2.1 終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)48
• 4.2.2 終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)各器件和接口的設(shè)計(jì)48-53
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的電源方案53
• 4.2.4 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的性能指標(biāo)53-54
• 4.3 路由節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)54-56
• 4.3.1 路由節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)54-55
• 4.3.2 路由節(jié)點(diǎn)的電源方案55-56
• 4.4 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)56-58
• 4.4.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)56-57
• 4.4.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)各模塊的硬件設(shè)計(jì)57-58
• 4.5 監(jiān)控中心的硬件設(shè)計(jì)58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 5 智能樓宇防火監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)60-80
• 5.1 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境與開(kāi)發(fā)工具60-62
• 5.1.1 IAR EW嵌入式軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)60
• 5.1.2 Z-Stack協(xié)議棧開(kāi)發(fā)平臺(tái)60-62
• 5.2 終端數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)62-65
• 5.3 路由節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)65-66
• 5.4 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)66-67
• 5.5 監(jiān)控中心PC端的軟件設(shè)計(jì)67-72
• 5.5.1 監(jiān)控中心軟件的功能模塊劃分67-68
• 5.5.2 監(jiān)控中心PC端軟件流程圖68-69
• 5.5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)69-70
• 5.5.4 PC端軟件主要界面70-72
• 5.6 定位模塊的設(shè)計(jì)72-77
• 5.6.1 RSSI測(cè)距原理72
• 5.6.2 Bounding-box定位算法72-77
• 5.7 系統(tǒng)測(cè)試77-78
• 5.7.1 系統(tǒng)功能測(cè)試77
• 5.7.2 節(jié)點(diǎn)性能測(cè)試77-78
• 5.8 本章小結(jié)78-80
• 6 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80
• 6.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-88
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果88

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