基于ZigBee的无线消防报警系统设计

发布时间：2017-06-07 20:14

  本文关键词：基于ZigBee的无线消防报警系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网热潮的到来,无线传感器技术加快了自身的发展,ZigBee无线网络技术具有网络节点数量巨大、自组织多跳网络、短距离无线连接、低功耗无线传输等特点,在物联网的应用中炙手可热。本文结合ZigBee无线网络技术设计了基于ZigBee的无线消防报警系统,弥补了传统火灾消防报警系统的不足,并提出使用数据融合的算法对环境信息进行处理、决策,提高了系统可靠性、稳定性。在硬件设计中,利用ZigBee网络的终端节点CC2530来采集环境温度、烟雾浓度与CO浓度的数据信息,实现对环境的监测,主控制器STM32F103与协调器节点和GPRS模块通过串口相连,GPRS模块接收主控器处理过的环境信息,通过GPRS数据网络传输的环境数据信息到Web服务器,使用PHP技术建立Web站点,用户可方便的在PC端或移动端实时对环境信息进行监控。提出了将数据融合技术应用于火灾消防报警系统中,采用的是经L-M法优化过的BP神经网络算法提取环境数据信息的特征,在加入火灾预警时间后,采用模糊推理技术决策出是否有火灾的发生,使系统更加智能化,减少了系统的误报率和漏报率。在实验环境下采集火灾数据,对系统功能与控制策略进行了验证。实验证明,在ZigBee各个模块、主控器STM32F103、GPRS模块与Web服务器之间的良好协作下,很好的实现了对环境温度、烟雾浓度与CO浓度的数据信息采集,实现对火情的实时监控与管理。通过MATLAB软件仿真证明,控制策略的使用,有效地提高系统的稳定性与准确性。
【关键词】：ZigBee 火灾消防报警 数据融合 GPRS Web服务器
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 国内研究现状9-10
• 1.2.2 国外研究现状10-11
• 1.3 课题研究内容11-12
• 2 关键技术分析12-28
• 2.1 ZigBee无线网络技术12-15
• 2.1.1 ZigBee协议栈架构12-14
• 2.1.2 ZigBee的网络拓扑14-15
• 2.2 火灾探测器分类15-16
• 2.3 数据融合技术16-26
• 2.3.1 数据融合算法分析17
• 2.3.2 数据层融合17-19
• 2.3.3 特征层融合19-24
• 2.3.4 决策层融合24-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 系统总体框架28-33
• 3.1 系统设计方案28-29
• 3.2 系统实现功能29-30
• 3.3 系统总体结构设计30-32
• 3.3.1 硬件架构30-31
• 3.3.2 软件架构31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 系统硬件设计33-42
• 4.1 ZigBee网络节点硬件设计33-37
• 4.1.1 ZigBee终端采集节点33-35
• 4.1.2 ZigBee协调器节点35-36
• 4.1.3 CC2530电源电路设计36
• 4.1.4 PL2303电路设计36-37
• 4.2 ARM模块的设计37
• 4.3 GPRS模块的硬件设计37-41
• 4.3.1 电源电路38-40
• 4.3.2 串口接口电路设计40
• 4.3.3 SIM卡接口设计40-41
• 4.4 本章小结41-42
• 5 系统软件设计42-56
• 5.1 数据采集节点软件设计42-45
• 5.1.1 自组ZigBee网络42-43
• 5.1.2 数据采集节点程序设计43-45
• 5.2 协调器节点软件设计45-46
• 5.3 主控制器软件设计46-48
• 5.3.1 ARM处理器的软件设计46-47
• 5.3.2 GPRS模块软件设计47-48
• 5.4 上位机软件设计48-49
• 5.4.1 安装服务器的运行环境48-49
• 5.4.2 PHP设计上位机界面49
• 5.5 实验调试及仿真49-52
• 5.6 仿真分析52-55
• 5.6.1 特征层仿真52-54
• 5.6.2 决策层仿真54-55
• 5.7 本章小结55-56
• 6 结论56-57
• 参考文献57-59
• 致谢59

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