gBee技术无线火灾概率分级预警系统设计.PDF

第３０卷第７期 重庆工商大学学报（自然科学版） ２０１３年７月 Ｖｏｌ３０　ＮＯ．７　　　　　　　　ＪＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌＢｕｓｉｎｅｓｓＵｎｉｖ（ＮａｔＳｃｉＥｄ）　 　　　　　　　 Ｊｕｌ．２０１３ － － － 　　文章编号：１６７２０５８Ｘ（２０１３ 基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线火灾概率分级预警系统设计 王留留，廖晓纬，沈晓波 （淮南师范学院 电气信息工程学院，安徽 淮南 ２３２０３８） 　　摘　要：针对传统火灾报警系统在布线、扩容等方面的不足，在无线火灾预警产品缺少的现状下，利用 无线传感器网络技术和多传感器融合技术设计了一个无线火灾概率分级预警系统；该系统采用ＺｉｇＢｅｅ技术 快速建立星形预报警网络，节点扩充容易，根据多传感器融合信息，将火灾发生趋势按概率等级给出预警； 经过试验验证，能够适应各种复杂环境的火灾预警和报警要求。 关键词：分级预警；火灾概率；ＺｉｇＢｅｅ；多传感器融合 　　中图分类号：ＴＮ９９　　中文献标志码：Ａ 文献标志码：Ａ 在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍的威胁公众安全主要灾害之一，随着社会的发展，其引起的危害 和损失越来越大，因而火灾预防、监控技术的发展是一个必然趋势。火灾预防国内多数采用火灾危险性分 析来判断，而火灾监测则利用有线报警器监控火灾已发生或发生后情况。市场上尚没有独立的成型无线消 防监测系统，国家也暂时未制定无线火警监测系统验收标准。火灾的预防国内主要是从材料可燃性、储存、 使用方法等方面给予分类警示，人工判断火灾危险性。但普通公众对火灾隐患危险分类意识和经验不足， 需要人工来给予监查，急需一个能够综合判断多种环境的火灾预警系统，自动判别来降低人为干预，提高预 警率，为将火灾消灭在萌芽状态赢得宝贵的时间。 火灾监控目前市场上主要采用点对点形式的有线火灾集中监控系统，首先设计规划好易出现火灾隐患 的监控点，在各监控点安装监控设备，然后通过综合布线将各监控点的监控信号连接到监控中心，监控中心 对上传的监控信号做出判断，通过综合布线系统发出相应的控制信号，控制监控点设备告警，或是启动监控 点设备进行灭火。但是这种集中监控模式具有不可克服的缺陷：大量布线，占用了有限的管道资源；部分监 控点失效则整体火灾监测处于失控状态；监控点只能预先规划设计，无法根据实际发展环境进行更改和扩 展，限制了火灾监测的有效性；由于对监控信号的处理都集中在监控中心，导致监控中心一旦出现故障，就 会造成重大的火灾隐患；系统因传感器固定无法更新换代。 针对上述存在的问题，本系统将多传感器检测融合技术和ＺｉｇＢｅｅ无线技术相结合，建设新型无线火灾 概率分级预警系统，适应各种复杂环境的火灾预警和报警要求。 － － － － 　　收稿日期修回日期 　 基金项目：淮南师范学院科研项目（２０１１ＬＫ９７ｑ）；安徽省优秀青年人才项目（２０１１ＳＱＲＬ１３９）．  　　作者简介：王留留（１９８３），女，安徽阜阳人，硕士，助理实验师，从事信号处理研究． ５８ 重庆工商大学学报（自然科学版） 第３０卷 １　火灾概率分级预警系统电路设计 系统主要包括路由节点、协调器、ＰＣ上位机和及其他外围电路。协调器和上位机间通过ＲＳ２３２串口建 立数据通道，路由节点和协调器的无线传感器网络主控单元均用 ＣＣ２４３０处理器实现，之间通信遵循 ＺｉｇＢｅｅ２００６协议栈，整体采用“星型组网模式”自动组网，节点扩充个数根据具体环境不同而设置，网络拓扑 结构亦随着变化。 １．１　路由节点设计 路由节点均包含无线传感器网络单元和传感器组（黄、绿、蓝、灰、白５个颜色数据线分别代表火焰传感 器、温湿度传感器、ＣＯ气体传感器、烷类气体传感器、烟雾传感器），以弥补使用一种传感器所存在的不足， 提高监测火灾感知能力，降低误警率。路由节点之间、路由节点和协调器之间通过无线传感器网络主控电路建 立无线数据通道。路由节点主要完成以下３个功能：接收各传感器采集的实时信号，将各传感器采集的环境信 号处理为预警数据，并对比内置的火警预测等级参数完成一次预警分析，