基于无线传感网火灾探测报警系统硬件设计概论PPT资料.pptx

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CC2530内部构成CC2530芯片CC2530电路原理图2、网关：

于提施。

设备，广域重任式或一个的信可以的顶网在采供协网关仅用网互的计语言翻译息要提供层-应关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器。

定义用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的设在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连于两个高层协议不同的网络互连。

网关既可以用于连，也可以用于局域网互连。

网关是一种充当转换算机系统或设备。

在使用不同的通信协议、数据格，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是器。

与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到重新打包，以适应目的系统的需求。

同时，网关也过滤和安全功能。

大多数网关运行在OSI7层协议用层。

本设计我们采用亿道公司的EMIOT-WGB-1网关，如图5所示。

其网关处理器采用CC2530模块作为微处理器，主要负责数据采集、分发以及程序测试，该网关采用高性能的CP2012USB转RS232芯片，方便与具有不同操作系统的计算机进行RS232通信，并采用了128*64的图形LCD显示屏，直观数据显示。

网关板的主要硬件资源：

RS232转USB接口；

4个方向按键；

2个GPIO接口按键；

128*64图形LCD显示屏；

2个对称的CC2530模块的接口插件；

1个标准mini-USB仿真器接口；

4个LED；

1个精密可调电位器，可以模拟AD信号。

3、传感器模块传感器选用：

温度传感器LM35D烟雾传感器MQ-2火焰传感器JNHB1004温度传感器LM35DLM35D集成温度传感器采用己知温度系数的基准源作为温敏元件,芯片内部则采用差分对管等线性化技术,实现了温敏传感器的线性化,也提高了传感器的精度。

与热敏电阻、热电偶等传统传感器相比,具有线性好、精度高、体积小、校准方便、价格低等特点,非常适合于常温测量工作。

LM35D是一种输出电压与摄氏温度成正比例的温度传感器，其灵敏度为10mV/；

工作温度范围为0-100；

工作电压为4-30V；

精度为1。

最大线性误差为0.5；

静态电流为80uA。

该器件如塑封三极管（TO-92）如图6所示。

烟雾传感器MQ-2MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。

传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。

使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

器件特点：

1、在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度2、对液化气、丙烷、氢气的灵敏度较高3、长寿命、低成本4、简单的驱动电路即可5、体积小，安装方便火焰传感器JNHB1004JNHB1004是一种远红外火焰传感器，能够探测到波长在760纳米1100纳米范围内的红外光，探测角度为60，其中红外光波长在940纳米附近时，其灵敏度达到最大。

远红外火焰探头的工作温度为-25摄氏度85摄氏度，在使用过程中应注意火焰探头离火焰的距离不能太近，以免造成损坏。

火焰传感器如图12所示，当周围有火源产生时，火焰传感器JNHB1004会探测到空气中红外线强度的变化，外界红外光越强，数值越小；

红外光越弱，数值越大。

4、报警电路由两个555时基电路组成的两个多谐振荡器。

第一个（U1）555构成低频振荡电路，频率F1主要由C1、R2决定，3脚输出频率为F1的低频信号，当U1的3脚输出高电平时，第二个（U2）555构成高频振荡电路工作，其振荡频率F2主要由C3、R4决定，且F2远大于F1，这样在U2的3脚输出为F2的脉波调制信号。

三极管S8550和与非门74LS00控制报警电路的通断，这里的74LS00芯片接+9V电源，当CC2530模块的P1.2端输出高电平时，经过与非门输出低电平0V，三极管eb级导通，从而这个报警电路处于导通状态，蜂鸣器发出“滴嘟滴嘟”的声音。

反之，P1.2端输出低电平时，经过与非门输出高电平9V，三极管eb级不导通，电路不报警。

5、电源电路电源电路如图25所示，由9V干电池经过L7805稳压电源输出5V电压给各种传感器和芯片供电，再经3个硅型二极管压降为3.3V给CC2530模块供电。

二、总体电路三、监控界面VisualStudio是微软公司推出的开发环境。

是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。

VisualStudio可以用来创建Windows平台下的Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和Office插件。

目前已经开发到8.0版本，也就是VisualStudio2005。

VisualStudio2005是基于.NET2.0框架的。

它是一种单平台多语言的软件开发工具，使用它我们可以开发出web应用程序（就是动态网页），winform（windows视窗程序），甚至适合移动手持设备浏览的web程序，等等，是microsoft所有软件开发工具的一个整合。

总体来说是一个非常庞大的软件，甚至包含代码测试功能。

这个版本的VisualStudio包含有众多版本，分别面向不同的开发角色。

同时还永久提供免费的VisualStudioExpress版本。

无线火灾探测报警系统组建的网络在亿道VS2005开发平台上的活动节点如图28所示，网络结构如图29所示。

由于程序烧制时是随机编码，所以3个火灾报警节点编号分别为37054，7248，54350。

无线火灾探测报警系统组建的网络在亿道VS2005开发平台上的54350节点监测数据如图30所示。

为了在监测图表中可以同时显示3种数据变化，而温度的测温范围是0-100，所以我们在设计参数时将烟雾传感器最大上限值10000缩小100倍以100*100的形式表示（*100为单位），将火焰传感器的最大上限值1023缩小10倍以102.3*10的形式表示（*10为单位）。

如图31所示，采集的图是3种传感器的初始值；

如图32所示，采集的图有3种传感器的报警值。

实验中我们设定50为温度的报警点，75*100为烟雾的报警点，80*10为火焰的报警点。

四、结论无线传输是数据通信系统中经常采用的一种数据传输方式，在某些应用场合，利用无线技术更方便、快捷。

本设计采用单片机技术、无线传输技术、传感器技术和集成技术，实现火灾自动探测和报警功能。

根据火灾发生时产生的火光、烟雾和温度变化等信息，通过传感器感测信号，综合分析判断是否发生火灾。

如果确实发生火灾，通过无线传感器向火灾报警系统发送火灾报警信息和火灾地点。

本设计完成了系统的信号传感、信号调理、数据采集、无线数据收发等硬件设计，进行了系统软件、无线传感器节点软件及通信软件设计与系统调试。

经试验，本系统无线传输距离可达100米左右，发生火灾时现场和控制室同时发出报警信号。

电路中若配用CC2530-CC2591模块，可将无线传输距离100米增大到1000米。

电路设计是3种传感器采集到的数据有2个以上超过报警点则报警，目前能做到只要一个数据超过报警点则蜂鸣器报警。

在室内数据采集中,采用ZigBee技术构建的低成本、低功耗的无线传感器网络克服了有线传感器网络的局限性；

在监测区域布置多个传感器节点，在单一传感器节点故障后,可以依据其他正常的传感器节点提供信息,防止漏报；

在一个传感器节点上集成温度、烟雾、火焰三种类型传感器，增强了火灾监测的可靠性，防止误报。

系统开发、试制成功，具有较高的经济效益、社会效益和推广应用价值。

谢谢！