1. 研究目的与意义
火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,在各种各样的灾害中,火灾已成为我国常发性、破坏性和影响力最强的灾害之一。据权威的统计部门统计,中国因火灾造成的经济损失,在20世纪60年代年均值近1.4亿元,70年代年均值为2.4亿元,80年代年均值近3.2亿元。90年代后,随着经济的迅速发展,火灾造成的损失也迅速上升,已达到年损失近10.2亿元。21世纪,随着高层建筑、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多,火灾隐患也随之增加,火灾发生的数量及其造成的损失更是惊人,前5年的年均火灾损失达15.4亿元,是20世纪80年代年均损失的4.8倍。而2014年,全国共接报火灾39.5万起,死亡1817人,受伤1493人,直接财产损失达43.9亿元。因此,火灾报警系统成为保护人的生命和财产安全的重要措施。所以,在这样的情况下,有效的火灾报警技术和火灾报警系统,可以使我们可以及时发现火灾,并采取措施,尽量使损失降到最低。
火灾报警系统的发展过程可以分成三个阶段:多线性火灾报警系统,总线型火灾报警系统和无线型火灾报警系统。多线性报警系统由于电路复杂、布线多、可靠性差,已经逐渐被总线型报警系统取代。总线型火灾报警系统采用微处理器控制,通过总线与控制器实现信号传送,它同以前的产品相比有了很大的飞跃,布线工作显著减少,安装调试变得容易,降低了安装和维修费用,目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品。但随着社会的发展,这一系统已逐渐暴露出它的问题。由于采用了有线连接,线路容易老化或遭到腐蚀、磨损,系统耗材多、造价高、功耗大、扩展能力差、设计、施工与维护复杂。在火灾发生前后不能有效地发挥其作用。解决这些问题的最佳方法就是取消硬线连接,使用可以即插即用的无线系统。查阅相关资料发现采用无线通信方式的火灾自动报警系统已在国外悄然兴起。这种系统引入了无线电通信技术,利用无线通信方式代替传统的有线通信方式,将大多的电器装置通过无线连接方式进行信息传输与控制,适用于各类建筑和场所。随着科技进步和元器件成本的降低,无线火灾自动报警系统的研发和生成成本也随之降低,它在性能和价格上都具有很强的竞争力,其市场潜力已经崭露头角。在我国,无线火灾报警系统发展方面滞后于国外,但随着近年来无线传感器网络技术的发展,国内部分高校和生产厂商也开始研究无线技术在火灾报警系统中的应用。目前,国内市场上有些厂商已经推出了基于蓝牙技术的无线火灾自动报警系统。无线火灾报警系统由于其具有安装简便、对建筑物无损坏作业、灵活性好,易于扩展等优点,适用于许多场合,是今后火灾自动报警系统的发展方向。
综上所述,原先的有线火灾报警系统已不能满足现在消防安全的要求,而无线火灾报警系统能很好的适应当下的要求,是火灾报警系统的发展趋势。主要的无线网络技术有蓝牙技术、红外线技术、wi-fi技术、zigbee技术等,这些技术各有优缺点。火灾报警系统除了要求具有较好的可靠性,稳定性和实时性外,我们还希望火灾报警器的成本较低,方便我们大规模地在楼宇内布置节点,但蓝牙技术集成复杂,成本高,红外线技术只能在两种设备之间连接,wi-fi技术功耗大,都不适用于火灾报警。zigbee技术具有低功耗、低成本、组网方式灵活、等待时间短、简单易用、覆盖范围广等优点,相对于其他无线网络,更适合用于火灾报警监控系统。在这种情况下,本课题拟设计一种基于zigbee技术的火灾报警监控系统,对建筑物进行实时火灾监测,提供监测数据,并在火灾发生时,及时提供报警信息。该系统由zigbee模块、烟雾、温度传感器、数据处理、人机交互及显示等部分组成。按照本课题的设想,能够实现功能:传感器将各个区域的烟雾、温度数据,通过zigbee技术传输给pc机,完成监控,当数据异常时,发出报警信号。
2. 研究内容和预期目标
(1)设计一种基于zigbee技术的火灾报警监控系统;
(2)完成功能:对建筑物进行实时火灾监测,提供监测数据,并在火灾发生时,及时提供报警信息;
(3)硬件电路的设计及硬件电路图绘制;
3. 研究的方法与步骤
本课题采用的方法:
实验研究法:运用zigbee开发套件、pc机和相应的传感器在小环境内组成基于zigbee技术的火灾报警监测系统,同时进行实地演习,及时发现和修正系统的的错误与不足,完善系统的功能。
本课题主要分为以下几个具体实现步骤:
4. 参考文献
[1]金纯.zigbee技术基础及案例分析[m].国防工业出版社,2008.
[2]瞿雷胡咸斌.zigbee技术及应用[m].北京航空航天大学出版社,2007.
[3]王小强,欧阳骏,黄宁淋.zigbee无线传感器网络设计与实现[m].化学工业出版社,2012.
5. 计划与进度安排
(1)2022.3.022022.3.16查阅资料,撰写开题报告;
(2)2022.3.162022.4.13硬件功能分析,熟悉ccs2530系统指令及编程语言;
(3)2022.4.132022.5.20掌握本设计的应用程序,设计硬件电路;
