Zigbee无线传感器网络在消防报警系统中的应用研究-控制工程专业论文.docx

硕士研究生学位论文 硕士研究生学位论文 摘要 I 摘 要 消防自动报警系统是现代高层建筑中设置的重要的消防设施之一，是人们为了及早发 现和通报火情，并能及时采取有效措施控制和扑灭火灾而设置在建筑物内或其他场所的一 种消防系统。随着信息与网络技术的迅速发展，使得分布智能式、大容量、网络化的火灾 报警控制器的实现成为可能。本 论文为解决现有消防报警系统设计、施工与维护复杂，抗 干扰能力低，故障率和误报率高的问题，研究了一种基于 ZigBee 的无线火警监测系统。 本文主要进行了以下方面的工作： (1)通过分析国内外火灾报警系统的研究现状和火灾自动报警技术的发展趋势，指出 了无线消防报警系统的优越性。 (2)介绍了现有的典型的短距离无线通信技术，重点分析了 ZigBee 技术。对 ZigBee 的物理层、介质访问控制层、网络层、应用层的结构和功能进行了介绍，阐述了传感器节 点的结构、节点类型及节点功能，介绍了节点的作用。 (3)根据符合 Zigbee 低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本“四低”特点的硬件实 现方案，设计了无线消防报警系统整体方案及 MCU 模块、无线数据收发模块、感测模块、 串口通信模块、电源模块的硬件电路和接口电路。 (4)结合 Zigbee 协议的层次结构，给出了数据采集和传输、组网及路由部分所采用算 法的流程和程序实现的描述，既从软件上保证了可靠性和稳定性，同时降低其实现复杂度。 (5) 完成了对整个系统的联调和测试，成功搭建小型 ZigBee 星型网和网状网，并对 干扰情况做以分析，满足预期效果。 本论文从无线传感器网络的概念和 Zigbee 标准入手，采用 Chipcon 公司推出的 CC2420 无线收发芯片，着重于系统构建，实现基于 Zigbee 的无线传感器网络。论文中详 细介绍了系统电路的搭建，及无线网络的建立过程和节点的工作流程。 关键词：无线传感器网络；消防报警；Zigbee；CC2420 II Abstract 硕士研究生学位论文 Abstract Automatic fire alarming system is one of the most important facilities in modern high-rise buildings, which is the type of fire extinguish system that is installed in the interior of the building and can discover fire at the beginning period , which in turn, at the same time, can inform people to take effective measures to control and extinguish the fire. As the rapid developments of information sciences and network technologies, which enable the fire alarming system controllers have the characteristics of distributed-intelligence, high-capacities, networked become feasible. In the thesis, wireless fire alarming monitoring system based on Zigbee is investigated, which can address the status quo problems that encountered ,i.e., the design of fire alarming system, the complexities in the process of constructions and maintenance, the low abilities of anti-disturbance, and the relatively high rate of false alarm. The main structure and research tasks of the thesis are as follows: (1).