基于zigbee-的消防监控系统

智能消防监控系统指导老师：曾宝国、杨明根、周瑞东总体设计•一、需求分析•二、总体设计•三、硬件设计•四、软件设计•五、系统部署人员分工•上位机：一、需求分析1.项目背景2.系统概述3.功能需求4.性能需求1.项目背景•国内火灾事件频发，不仅造成了财产损失，也造成了人员伤亡。因此实时的消防信息采集和警情的监测以及作出实时消防措施的消防监控系统的开发变得日益重要。•随着人们生活质量的提高。装修装饰逐步高档化，电器设备的增多，高层及超高层建筑的增加以及商场超市等群众聚集场所规模的迅速扩大，消防安全的重要性越来越突出。而今，物联网技术的发展和成熟，越来越多的新型建筑采用了智能消防系统2.系统概述3.功能需求•在烟雾达到一定浓度的时候，烟雾传感器会把信息传到PC，会有一定延迟。PC在收到烟雾传感器的信号后，会在第一时间做出处理（包括启动报警器和喷淋器），整个过程可能出项10s以内的延迟。但就传统的火情而言，基本可以能达到实时监控。•相关人员能通过摄像头第一时间查看火灾现场情况，从源头上制止火情的蔓延4.性能分析6．在PC机上建立服务器，以便其他机器（包括移动客户端）使用和查询节点信息5．采集到的信息放入数据库，以便查看历史记录4．采集到信息（有烟雾），启动报警器和喷淋器工作3．PC机控制和采集各节点的信息2．上位机下传指令以周期性获得各节点的网络地址和物理地址1．各节点上电后能自动入网，并向上位机提供信息创新拓展二、总体设计1.整体框架设计2.传感网通信协议规划3.传感网软件架构设计4.应用层软件架构设计1.系统整体架构设计•共有三层结构，分为：•应用层：上位机软件•传输层：zigbee协调器•感应层：终端节点（ZigBee喷淋、报警控制器、ZigBee烟雾传感器）感应层传输层应用层2.传感网通讯协议规划•3.传感网软件架构设计•协调器程序设计主要包括串口及射频部分数据结构设计、串口业务逻辑处理程序设计、射频业务逻辑处理程序设计等•初始化APP层任务注册串口•定义串口、射频数据收发帧元素•串口业务逻辑处理程序设计•射频业务逻辑处理程序设计4.应用层软件架构分析•应用层的软件设计主要是指上位机软件，它用于人机交互，包括展示系统运行状态、执行操作指令等。初始化APP层任务射频业务逻辑处理程序设计人机交互软件界面上位机软件用于人机交互，包括展示系统运行状态、执行操作指令等，其界面如图1.用户登录2.可以根据需求手动开启或关闭终端节点3.查询记录传输层结构分析协调器：CC2530终端与协调器的无线网络传输层、CC2530协调与ARM网关的串口传输层和ARM网关与服务器的IP传输层协调器与PC和终端节点的传输过程解析来自ZigBee终端节点节点的数据并根据通讯协议重新封装生成新数据，通过串口上传至PC在上行链路中通过无线信道接收ZigBee终端节点返回的指令执行结果。解析来自PC的指令并根据通讯协议重新封装生成新指令，通过无线信道下发至ZigBee终端节点。在下行链路中通过串口接收来自PC上位机软件下发的指令协调器与PC和终端节点的传输过程上位机烟雾传感器喷淋器报警器Zigbee协调器需要强调的是：要开发ZigBee协调器软件，需正确规划数据传输的帧格式，确保收发双方能按照约定接收、解析、重装、续发数据。并清晰定位通讯数据的来向和去向。对于ZigBee协调器而言，下行链路中的数据来向是PC串口，去向是ZigBee无线信道；上行链路中的数据来向是ZigBee无线信道，去向是PC串口。用户三、硬件设计终端节点：ZigBee喷淋和报警控制器、ZigBee烟雾传感器1.部件与产品选型喷淋器与报警器实物图•ZigBee喷淋和报警控制器内置基于CC2530的ZigBee终端节点，它能通过无线信道接收来自ZigBee协调器下发的指令，解析后执行喷淋器、报警器的控制，并可根据需要采集喷淋器、报警器的运行状态上报协调器。烟雾传感器实物图ZigBee烟雾传感器也内置基于CC2530的ZigBee终端节点，外配开关量烟雾传感器，实物如图ZigBee喷淋和报警控制器内置CC2530与传感器的连接示意图ZigBee喷淋和报警控制器内置CC2530与传感器的连接关系如图所示。本例所选喷淋器和报警器均为开关量控制器，CC2530控制端口与喷淋器、报警器控制关系烟雾传感器与CC2530的连接方式由图可知，CC2530的P0.0口是采集烟雾传感探头输出信号的I/O口。由于所选烟雾传感器是开关量传感器，有烟雾时输出低电平，反之输出高电平。因此，可作出如下结论：当CC2530检测到P0.0为低电平时，说明有火情发生；反之，说明无火情。四、软件设计1.传感网软件设计2.应用层软件设计1.协调器程序设计•串口及射频部分数据结构设计•串口业务逻辑处理程序设计•射频业务逻辑处理程序设计1..为协调器内置节点烧写对应的程序，然后封装好协调器的外壳2..连接协调器与PC间的通讯串口线3.连接协调器的电源适配器4..先为协调器上电，再为ZigBee喷淋和报警控制器、ZigBee烟雾传感器节点上电，然后在PC上利用串口调试助手5.按预定的指令测试相关功能，确保ZigBee喷淋和报警控制器的开关控制、ZigBee烟雾传感器状态数据返回等预期功能全部实现2.终端节点程序设计•1）根据ZigBee喷淋和报警控制器、ZigBee烟雾传感器节点序号，为节点内置CC2530节点烧写对应的程序（hex文件）；•2）对照接线表，连接各种节点的电源、灯组，检查并确认无误五、系统部署1.硬件部署与调试2.软件部署与调试开发ZigBee无线传感网软件所需基本环境•1）开发工具软件：IAREmbeddedWorkbenchfor80518.10•2）下载工具软件：Setup_SmartRFProgr_1.12.6.exe•3）下载器驱动程序：smartrf04eb系统运行环境•1）操作系统：WindowsXP及以上版本，并安装全部安全升级补丁•2）开发工具软件：MicrosoftVisualStudio2005及以上•3）开发语言：QT•4）其它：NetFramework2.0及以上参考书籍接下页感谢谢谢这段时间老师的帮助和同学们辛苦的付出，这期间我们遇到了很多困难，但是当我们在一起就能化整为零。谢谢！