基于nRF2401智能無線火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

　　引言

　　火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)系到建筑物內(nèi)人們生命財產(chǎn)安全，在整個智能建筑中，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)起著相當重要的作用. 傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無法滿足及時報警的要求.問題主要集中在兩個方面:首先,當建筑物中發(fā)生火災(zāi)時,傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)容易因為線路損壞而失去效用,在傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中大量使用的有線通信電纜,極易造成火勢的蔓延,加劇災(zāi)情;其次,傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中探測器分布有限,直接導(dǎo)致火災(zāi)檢測的可靠性差,容易出現(xiàn)誤報情況,并且無法對整個建筑物進行系統(tǒng)和全面地探測。本文設(shè)計了基于nRF2401智能無線火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)可以對建筑物目標區(qū)域進行有效的監(jiān)控，而且監(jiān)測節(jié)點體積小，無需布線，移動、安裝和檢修方便。

　　系統(tǒng)概述

　　監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點和監(jiān)控終端組成.在本文中監(jiān)控系統(tǒng)采用了星型拓撲結(jié)構(gòu)，由一個與計算機相連的無線通信模塊作為系統(tǒng)的監(jiān)控終端，可以跟監(jiān)控系統(tǒng)中的任何一個數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點通信。數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點按照一定的規(guī)則分布在建筑物的各個房間或走廊內(nèi)，負責數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸，并且對監(jiān)控終端發(fā)來的數(shù)據(jù)、命令進行分析處理，完成相應(yīng)的操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　該火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用了星型拓撲結(jié)構(gòu)，采用這種拓撲結(jié)構(gòu)能夠很好地擴展組合，容易增加系統(tǒng)中節(jié)點，滿足在建筑物中節(jié)點分布的不確定性，可以在建筑物中房間、隔離處放置節(jié)點，避免無線干擾和監(jiān)控區(qū)域不確定性的問題。監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點直接相連,每隔一段時間向數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點采集數(shù)據(jù),然后進行數(shù)據(jù)融合, 分析是否發(fā)出火災(zāi)報警信號。在一定程度上降低監(jiān)控系統(tǒng)的誤報，提高無線火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。若有火災(zāi)發(fā)生則發(fā)出報警,同時給數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點發(fā)出控制指令,啟動滅火設(shè)施。

　　系統(tǒng)硬件

　　無線數(shù)據(jù)傳輸模塊nRF2401

　　nRF2401是挪威 Nordic公司的單片2.4GHz無線收發(fā)一體芯片。它將射頻、8051MCU、9通道12位ADC、外圍元件、電感和濾波器全部集成到單芯片中，并采用2.4GHz頻帶和0.18μm工藝，可提供ShockBurst(瘁發(fā))、 DuoCeiver、片上CRC以及地址計算編碼等功能。nRF2401支持多點間通信，最高傳輸速率超過1Mbit/S，比藍牙具有更高的傳輸速度。它采用SoC方法設(shè)計，只需少量外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路。與藍牙不同的是, nRF2401沒有復(fù)雜的通信協(xié)議,它完全對用戶透明,同種產(chǎn)品之間可以自由通信。更重要的是，nRF2401比藍牙產(chǎn)品更便宜。所以nRF2401是業(yè)界體積最小、功耗最少、外圍元件最少的低成本射頻系統(tǒng)級芯片。