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

　　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(cái)產(chǎn)安全，在整個(gè)智能建筑中，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)起著相當(dāng)重要的作用. 傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法滿足及時(shí)報(bào)警的要求.問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面:首先,當(dāng)建筑物中發(fā)生火災(zāi)時(shí),傳統(tǒng)的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)容易因?yàn)榫€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(shì)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(cè)器分布有限,直接導(dǎo)致火災(zāi)檢測(cè)的可靠性差,容易出現(xiàn)誤報(bào)情況,并且無(wú)法對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行系統(tǒng)和全面地探測(cè)。本文設(shè)計(jì)了基于nRF2401智能無(wú)線火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可以對(duì)建筑物目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行有效的監(jiān)控，而且監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)體積小，無(wú)需布線，移動(dòng)、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(diǎn)和監(jiān)控終端組成.在本文中監(jiān)控系統(tǒng)采用了星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由一個(gè)與計(jì)算機(jī)相連的無(wú)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(gè)數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)通信。數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)按照一定的規(guī)則分布在建筑物的各個(gè)房間或走廊內(nèi)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸，并且對(duì)監(jiān)控終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、命令進(jìn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠很好地?cái)U(kuò)展組合，容易增加系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)，滿足在建筑物中節(jié)點(diǎn)分布的不確定性，可以在建筑物中房間、隔離處放置節(jié)點(diǎn)，避免無(wú)線干擾和監(jiān)控區(qū)域不確定性的問(wèn)題。監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)直接相連,每隔一段時(shí)間向數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)融合, 分析是否發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。在一定程度上降低監(jiān)控系統(tǒng)的誤報(bào)，提高無(wú)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(bào)警,同時(shí)給數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制指令,啟動(dòng)滅火設(shè)施。

　　系統(tǒng)硬件

　　無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊nRF2401

　　nRF2401是挪威 Nordic公司的單片2.4GHz無(wú)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(jì)算編碼等功能。nRF2401支持多點(diǎn)間通信，最高傳輸速率超過(guò)1Mbit/S，比藍(lán)牙具有更高的傳輸速度。它采用SoC方法設(shè)計(jì)，只需少量外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路。與藍(lán)牙不同的是, nRF2401沒(méi)有復(fù)雜的通信協(xié)議,它完全對(duì)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(lán)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(jí)芯片。