基于zigbee的火灾报警系统设计

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1、基于无线传感器网络的学生宿舍火灾监测报警系统研究——以民院为例指导老师:黄勇组员：杨一杰王涛陈飞虎目录2、立项依据项目背景及意义现状分析1、研究队伍3、项目介绍项目简介项目论证特色与创新4、预期成果5、小结研究背景由于建筑物内人口密度的增加，煤气天然气、各种家用电器设备和公用电器设备使用中出现的可燃气体泄露、电气设备过载、过热、短路、保护老化等不安全因素，都存在火灾隐患。火灾自动探测报警系统作为早期探测火灾、将火灾遏制在萌芽状态的重要设备，是实现消防结合，预防为主的消防策略的重要手段。研究意义鉴于现在市面上的智能火灾报警系统的缺陷，本设计

2、采用TI公司的ZigBee协议栈，而ZigBee技术是一种低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全的无线通信技术。本设计不仅可以取代有线传输方式进行数据传输和组网，降低整个报警系统的复杂度，并且很大程度上提高了系统的可靠性和稳定性，实现了火灾预警和报警的快速反应和动作；并在现今要求的节能的观念潮流上发挥着很大的魅力，低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月,甚至更长，相比于蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时；安装火灾报警的节点无线穿墙布线，降低了施工成本，特别是适用于古建筑、旧楼加装智能消防系统，便于火灾报警系

3、统的推广和普及。第二章技术背景介绍2.1无线传感器网络的选择第二章技术背景介绍2.2ZigBee技术ZigBee就是标准IEEE802.15.4的代名词。在IEEE802.15.4标准的网络中，根据设备所具有的通信能力，可以分为全功能设备（FFD）和精简功能设备（RFD）。FFD之间及FFD与RFD之间可以实现相互通信；但是RFD只能与FFD通信，而不能与其他RFD进行通信。FFD在网络中可以实现对网络的控制和管理工作;RFD主要负责简单的节点控制，传输的数据量很少，对传输资源和通信容量占用较少，在网络结构中通常行使通信终端的作用。第二章技

4、术背景介绍ZigBee标准定义了三种网络设备：ZigBee网络协调器（ZigBeeCoordinator）、ZigBee网络路由器（ZigBeeRouter）、ZigBee网络终端设备（ZigBeeEndDevice）。其中网络协调器主要负责ZigBee网络的建立工作，及网络想相关配置；路由器主要负责寻找、建立以及修复网络报文的路由信息，并负责转发网络报文；网络终端设备具有加入、退出网络的功能，并可以接收和发送网络报文，但是终端设备不允许路由转发报文。通常协调器和路由节点是由FFD来充当，终端设备则由RFD组成。第二章技术背景介绍第二章技术

5、背景介绍ZigBee协议的体系结构第二章技术背景介绍ZigBee协议结构物理层定义了物理无线信道和与MAC(媒体介质访问层)之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。MAC层提供两种服务：MAC层数据服务和MAC层管理服务。前者是为了MAC协议数据在物理层数据服务中正确无误的传输，而后者进行MAC层的管理工作，并且兼顾维护MAC层固有的信息数据库。网络层负责网络拓扑结构的建立和维护网络连接，主要功能包括设备连接和断开网络时采用的机制，以及在帧信息传输过程中所采用的安全性机制；此外，还包括设备的路由发现和路由维护和转交。ZigBee应用

6、层框架包括应用支持子层（APS）、ZigBee设备对象（ZDO）和制造商所定义的应用对象。第二章技术背景介绍HOLTEKHT66F50单片机HT66F50单片机是一款A/D型具有8位高性能精简指令集的Flash单片机。包含了一个RAM数据存储器和一个可用于存储序号、校准数据等非易失性数据的EEPROM存储器。还带有多个定时器模块，定时器模块分成精简型、标准型和增强型，可提供定时功能、脉冲计数功能及PWM输出功能。一个多通道可设置的10/12位A/D转换器和双比较器功能。内置完整的SPI和IIC硬件模块，为设计者与外部硬件通信的接口设计提供了

7、方便。内部看门狗定时器、低电压复位检测功能和空闲模式等内部特性使这款单片机功能更加完善。还提供了丰富的内置振荡器功能选项，无需外围元器件。其在不同工作模式之间动态切换的优越能力，给设计者提供了一个优化单片机操作和减少功耗的重要手段。本设计运用了HT66F50单片机的片内晶振模块、内部电压比较器模块（以此触发中断）、标准型定时器模块、看门狗定时器模块双向I/O。第二章技术背景介绍MQ-2型烟雾传感器工作原理其属于二氧化锡半导体气敏材料，当MQ-2处于200~300℃温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，在其表面形成氧的负离子吸附层，这样造成电子密度

8、减少，从而提高了其电阻值；遇到可燃气体时原来吸附的氧被可燃气体所消耗，以正离子态的可燃烟雾吸附在半导体表面，氧被结合放出电子，烟雾以正离子态吸附也会放出电子，这样使半导体带电子密