基于Zigbee技术的火灾报警监测系统设计（一）开题报告

在各种灾害中，火灾是最普遍的危害人身安全的主要灾害之一。消防报警系统是在发生火灾的萌芽阶段进行报警，以便监控中心尽早采取措施将火灾消灭。传统的有线火灾报警监测系统线路安装复杂，火灾传感器网络组建困难。有线连接方案布线繁琐且影响美观，系统耗材多,造价高,功耗大,抗干扰能力低,设计、施工与维护复杂,扩展性能差。由于采用实物连线，线路容易受到各种威胁，例如老化腐蚀、遭老鼠咬断或人为的磨破，引起线路故障导致火灾发生时报警装置不能及时发出报警信号，这对火灾监测报警系统是极为不利的。采用无线传输方式构建的无线火灾监测传感器网络可以很好地解决这些缺点。无线传感网不需要繁杂的布线，无需导线穿墙敷设，提高安装布置的灵活性,降低安装的费用,并且对建筑物内系统进行重新布置时便于拆卸和移动，组网灵活方便。

虽然目前的蜂窝无线移动通信技术、无线局域网技术和蓝牙技术等无线通信技术比较成熟，也应用到了很多领域，但尚未在火灾自动报警系统中广泛使用。除了有些技术不适合在火灾自动报警系统中使用外，其中一个重要的原因就是这些无线通信产品价格偏高，且不便于维护。ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的有关组网安全和应用软件方面的技术标准。相对于常见的无线通信标准,ZigBee协议栈紧凑而简单,包括物理层、介质访问控制层、网络层、网络安全层和应用层接口。ZigBee传感器网络由大量具有不同功能的微小传感器实现组网，这些传感器只需要很少的能量就能以接力的方式将数据从一个节点传到下一节点，所以ZigBee网络具有很高的通信效率。ZigBee可以组成多达6万个无线数据传输模块的无线数字传输网络平台,类似于数字移动通信的CDMA网或GSM网。每个ZigBee网络数据传输模块类似于移动网络的一个基站,基站与基站可实现双向通信,每个网络节点间的距离可以从几十米扩展到几百米,甚至几公里。整个ZigBee网络还可以与现有的其他网络连接,实现远程控制等。每个ZigBee网络节点(FFD)都可与传感器连接直接进行数据采集和监控等,同时还可以自动中转其他网络节点传送的数据资料。此外,每个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内, 与多个不承担网络信息中转任务的孤立子节点(RFD)进行无线连接并将其信息传送出去。ZigBee技术是一种低成本、低功耗、近距离、低复杂度、低数据速率的双向无线通信技术,传输距离约几十公里,主要使用免费的2.4 GHz频段,数据传输速率为250 kbps，适用于对数据速率要求不高但对可靠性要求高、需要低功耗低成本,以及大面积使用无线监控设备的领域。ZigBee技术的较低数据速率和较小通信范围的特点决定了ZigBee技术适合于承载数据量较小的业务。

综上所述，本设计拟开发一种基于ZigBee技术的火灾报警监控系统。当网络覆盖范围内某个地方发生火灾时,ZigBee模块接受到传感器传输来的火灾信号，并通过ZigBee 无线网络传送至ZigBee主机进行分析。根据火灾不同时期的特征，结合烟雾和温度传感器，判别火势和发生险情的位置。火灾自动报警主机根据接收到的传感器信号，确认火情并联动火灾声光报警器和消防广播，切断非消电源，启动火灾应急照明和疏散指示照明等。整个无线网络也可以与现有的其他无线网络连接，如GSM网络，发生险情时直接通过GSM报警。我们将无线ZigBee传感器网络和人工智能结合，大大提高了火灾报警系统的可靠性。

因此，采用基于ZigBee技术构建的无线火灾监测报警传感器网络具有重要的现实意义和实际应用价值。建筑物的火灾监测报警系统不仅可靠性提高了，成本降低了，而且少了很多监控布线，建筑物更美观了。ZigBee无线火灾报警系统最大的优点在于它的在自组网方式，当有新的传感器模块加入网络或是已有的传感器模块损坏时，网络协调器会自动分析最优路径、重新分配地址，在很短的时间内重新形成通信网络。基于ZigBee的火灾自动报警系统利用ZigBee无线传感芯片低功耗、低成本、自组网、自愈能力强、安全性能高等特性，解决了施工工期长、成本高，火灾报警系统维护不便等问题。可广泛应用于智能建筑中的火灾自动报警系统，尤其对于一些存在火灾隐患的旧办公楼，无需穿墙布线，只要布置该系统，就能自动的生成火灾报警系统的无线网络，方便、安全，为人们的办公、生活添加一份安全保障。

（1）设计一种基于无线传感网的火灾报警监控系统；

（2）利用ZigBee技术模块组建无线传感网；

（3）对建筑物进行实时火灾监测，提供监测数据；

（4）在火灾发生时，及时提供报警信息。

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（1）2022.3.022022.3.16 查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.3.162022.4.13 硬件功能分析，熟悉CCS2530系统指令及编程语言；

（3）2022.4.132022.5.20 熟悉硬件电路设计、编写本设计的应用程序；

（4）2022.5.202022.5.30 系统调试及改进；

（5）2022.5.302022.6.12 整理设计文档，撰写毕业论文；

（6）2022.6.122022.6.20 提交毕业论文，准备毕业答辩。