ZigBee物联网的火灾预警系统的设计+电路图(2)
1.3 本论文的主要研究任务及内容 2
2 ZigBee技术介绍 3
2.1 ZigBee协议规范 3
2.2 网络的配置 3
2.3 本章小结 3
3 系统原理与方案设计 4
3.1 火灾预警系统介绍 4
3.2 火灾预警系统结构 4
3.3 本章小结 7
4 系统硬件设计 8
4.1 传感器节点总体设计 8
4.1.1 CC2530芯片简介 8
4.1.2最小系统电路设计 9
4.1.3电源模块设计 11
4.1.4天线电路设计 12
4.1.5传感器模块设计 14
4.2 网关节点总体设计 15
4.2.1网关模块 16
4.2.2串口通信模块 17
4.2.3 GPRS传输模块 17
4.3 本章小结 19
5 系统软件设计 20
5.1 传感器节点程序设计 20
5.2 网关节点程序设计 21
5.3 本章小结 23
6 结论与展望 24
6.1 结论 24
6.2 展望 24
致 谢 25
参考文献 26
附录一、硬件原理图 27
附录二、元器件清单 28
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着中国经济的飞速发展，社会对物质需求增多，火灾事件发生的概率增高，每年因为火灾死亡的人数多于2000人，给人民的生命财产安全带来巨大的危害，这就需要火灾预警来保护好广大人民的生命和财产。我们要在重点地区例如对森林，仓库等危险地带进行足够的火灾预警，减少不必要的损失。
当前我国的火灾预警系统大多为区域预警系统和集中预警系统，有多线制和总线制的连接方案，但是这种报警系统需要铺设大量的线路，线路铺设的成本太高，而且稳定性和误报率偏高，最终还需要人为的确认火灾，上报消防联队[1]。因此需要一套成本较低的，稳定性高，误报率低，智能化较高的火灾预警系统。
在对于上述的情况分析后，我们结合当今的网络化趋势，将物联网技术应用于火灾报警系统，可以大幅度提高火灾探测传感器的布局自由度，对一些不易架设线路的地区，和长时间无人值守的森林地区实现最大化的覆盖，并且通过物联网可以及时将数据传输到相应的火灾监控中心，做好应急预案，升高整个火灾预警系统的效率。
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文的主要研究任务及内容
本文对基于物联网的火灾预警系统作如下研究，主要研究包括以下几个方面：
（1）比较和分析目前所采用的火灾预警系统的优点和不足,提出改进和解决方案；
（2）研究目前所提出的基于物联网的火灾预警系统的可行性，并设计出硬件框图；
（3）对整个预警系统的模块电路进行详细设计，并给出设计的电路图，以及相应软件的流程图；
（4）对整个火灾预警系统进行评估，指出不足与改进建议。
2 ZigBee技术介绍
ZigBee技术由飞利浦、摩托罗拉、飞思卡尔半导体等国际厂商组成的ZigBee联盟，作为一个非盈利组织。联盟成员在IEEE802.15.4的标准上制定了可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。它的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。ZigBee是一种短距离的无线传输协议[3]。
2.1 ZigBee协议规范
ZigBee协议参照了IEEE802.15.4的规范，IEEE802.15.4规范是介质访问层和物理层，规定了三种工作频段：868Mhz、915Mhz和2.4Ghz。协议的传输速度由其所选择的频率决定。本方案选择的是2.4Ghz工作频带，数据传输速率为250kbps。由于是理想传输速率，在真实环境中使用要小于该值。