无线传感网络火灾探测系统的研究软件部分(附件)
本文主要针对火灾预防设计出一种基于ZigBee的无线传感网络火灾探测系统，系统主要分为终端模块和协调端模块以及上位机界面。终端模块上安装有温度传感器、烟雾浓度传感器以及光敏电阻，功能主要是收集火灾信息。信息收集完成后会通过无线传输将数据传送给协调端，协调端对收到的信息进行有效的处理之后一方面判断是否发生火灾，一方面将数据通过串口传输给上位机进行显示。同时，用户根据需要可以通过上位机界面对报警值进行修改。本文对以上3个模块部分软件的设计作了详细的阐述，全面介绍了核心芯片的选型，以及芯片各引脚的功能，程序设计方法和相应的软件，并给出了关键软件的程序源代码。根据项目的要求研制了一种无线传感网络火灾探测系统，满足用户要求。关键词 ZigBee协议，火灾探测系统，报警目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 项目研究意义 2
1.3 无线传感网络的发展与现状 3
1.4 火灾探测技术的发展与现状 3
2 设计的任务、要求和研究设想 4
2.1 火灾探测报警器的功能与要求 5
2.2 无线传感网络火灾探测技术的设计思路 5
3 各单元模块 6
3.1 CC2530芯片介绍 6
4 系统软件设计 8
4.1 主程序设计 8
4.2 终端节点的软件设计 8
4.3 协调端节点的软件设计 12
4.4 上位机监测系统的设计 15
5 软件调试 16
5.1 调试准备 16
5.2 调试 19
5.3 调试中出现的问题以及解决方案 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录 系统完整代码 26
1 引言
1.1 研究背景
在当今世界，火灾带来的灾害是对人类危害最大的灾害之一[1]，随着社会在不断的建设，财富不断的累积，火灾预防成了人们需要思考的问题。对火灾的预防涉及到系统的设计、人员素质以及技术的支持[2]，其中人员素质是动态的因素，因此，我们在
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致 谢 24
参 考 文 献 25
附录 系统完整代码 26
1 引言
1.1 研究背景
在当今世界，火灾带来的灾害是对人类危害最大的灾害之一[1]，随着社会在不断的建设，财富不断的累积，火灾预防成了人们需要思考的问题。对火灾的预防涉及到系统的设计、人员素质以及技术的支持[2]，其中人员素质是动态的因素，因此，我们在火灾预防的过程中要不断的加强人们对防范火灾的意识，从而尽可能的减小火灾给人们带来的灾害。
我国现阶段已经对各种建筑应该采取的火灾预防措施进行了明确的规定，从技术的层面看，火灾防范关键在于从阻燃、探测、扑救三个串行环节进行火灾的防范，其中技术的发展在某些特殊的领域有比较广阔的前景[3]。随着无线通信技术的发展，高速无线技术和产品的不断推出，速率越来越高，距离越来越远。然而，在很多实际应用的场合中，如工业控制、火灾监测、智能家居等，对通信的速率要求并不会太高，而在成本、功耗、可靠性等要求却是很严苛[4]。
在不断发展着的社会中，在社会财富日益增多的社会中，导致火灾发生的因素也越来越多，并且火灾的危害也是越来越大。根据部分统计，在我国的70年代，竟有达到2.3亿元的火灾损失，随后在80年代，也有不到3.1亿元的火灾年损失。随着90年代步伐的接近，特别是93年以来，有年均十几亿元的财产损失是由火灾直接引起的，2000人左右的年均死亡率。危害人类的生命与健康的是火灾、阻碍经济的增长与进步的也是火灾，由此引发的增强社会安全系数的需求，是预防火灾科学和消防技术发展和创新的直接导向和源源不断的动力。火灾探测器是一种用于火灾监测的系统，是一种能够实现早期预警火灾、防范火灾灾害的发生，能够实现对火灾进行及时合理扑救的系统。火灾探测器探测火灾的原理是多种多样的，它可以根据发生火灾时的特征参数来判断是否发生火灾。
无线传感网络系统是一种新型的通信技术，是在发展到相当成熟阶段的通信技术的基础上而诞生的，其应用的领域非常广泛以及发展非常迅速，不仅已经在军民多种领域中得到应用，而且在人们的日常生活中也是非常普遍。无线传感网络的发展使得硬件结构、通讯协议、组网规则等构架有了充分的发展，这种技术让无线传感网络在火灾探测中的应用成为了可能。
本次设计是利用ZigBee无线传感网络来开发火灾探测系统，利用CC2530模块，主要是针对一种预防火灾的检测系统，可以通过终端的DS18B20温度传感器和MQ-2烟雾浓度传感器实时获取火灾信息、光敏电阻获得检测现场是否存在火光，随后将这些数据无线传送给协调端，并通过串口将数据在上位机上显示，当烟雾浓度或温度超过设定值时则报警，并且可以通过上位机修改报警的上限值，以方便人们更好的掌握安全状况，提高生活质量。
1.2 项目研究意义
在很多特殊的场合中，需要布线的Fire detector很难发挥出其有效作用。需要在检测区域进行布线的传统火灾探测系统，一方面除了工序的安装过程比较繁琐，还会对建筑物的结构造成严重的破坏；特别是在古建筑消防安全、危险品监测等特殊的场所，有线的Fire detector很难发挥其效能。伴随着无线通信技术的不断发展，其优势也日益突出，由此可见在很多的行业中传统有线网络有完全被无线网络替代的可能。因此，在以后的设计中，火灾探测技术与无线通信网络的相结合，从而实现火灾探测的无线化、便捷化、智能化，将会是一个重要的研究方向。
20世纪90年代以来，随着嵌入式系统、无线通信、分布式信息处理技术及电子机械系统等技术的快速发展，具有感知、计算和无线网络通信能力的传感器以及由其构成的无线传感网络开始吸引人们的注意[5]。
目前，无线传感网络正是传感器网络发展的重要方向。对无线传感网络的开发和研究是目前信息领域的一个热点，不光是学术界，以及各个产业界对它的社会价值、商业价值和应用前途都是非常的看好。由多个功能相同或者不同的无线传感器节点组成的无线传感网络中，其中每一个传感器节点又是由数据采集部分、控制模块和数据处理部分以及通信模块和供电模块等组成。无线传感网络火灾探测技术，相比于传统的有线火灾报警系统，其应用型式更加灵活，可靠性比较的高，同时系统的安装比较方便，安装的成本和速度都是更为优越的。
智能型无线网络火灾探测系统具有以下的特点：1、安装比较方便、能够做到最大程度的减少对建筑物的破坏，这一特点尤其在对旧建筑的保护方面比较突出；2、自组织性是无线传感网络的一个重要特性，其使得无线传感系统可以在极短的时间内完成自动组网的过程，放置一些内置气体传感器的节点在危险化学品容易泄漏的场所，可以实现无人情况下自动定时检测气体的效果；3、由于单个的传感器节点测量的精度是有限的，所以在设计中一般采用大量的传感器节点通过网络以及算法来实现对数据更精确的计算，从而创造出更为精确地火灾监测系统。从长远观点来看，其造价将会比传统的有线火灾探测系统低[6]。
综上所述，本次研究具有很重要的意义。
1.3 无线传感网络的发展与现状
随着计算机运算速度的突飞猛进，数据处理的能力也；当存储器的容量无限增长，使海量存储终于得以实现[6]；当网络的宽带一再提升，传输数据已变得轻而易举时，信息采集和获取技术的发展已大大落后于这些技术。于是，融合了传感器技术、信息处理技术和网络通信技术的无线传感网络应运而生了[7]。
新型的传感网络即无
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 项目研究意义 2
1.3 无线传感网络的发展与现状 3
1.4 火灾探测技术的发展与现状 3
2 设计的任务、要求和研究设想 4
2.1 火灾探测报警器的功能与要求 5
2.2 无线传感网络火灾探测技术的设计思路 5
3 各单元模块 6
3.1 CC2530芯片介绍 6
4 系统软件设计 8
4.1 主程序设计 8
4.2 终端节点的软件设计 8
4.3 协调端节点的软件设计 12
4.4 上位机监测系统的设计 15
5 软件调试 16
5.1 调试准备 16
5.2 调试 19
5.3 调试中出现的问题以及解决方案 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录 系统完整代码 26
1 引言
1.1 研究背景
在当今世界，火灾带来的灾害是对人类危害最大的灾害之一[1]，随着社会在不断的建设，财富不断的累积，火灾预防成了人们需要思考的问题。对火灾的预防涉及到系统的设计、人员素质以及技术的支持[2]，其中人员素质是动态的因素，因此，我们在
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录 系统完整代码 26
1 引言
1.1 研究背景
在当今世界，火灾带来的灾害是对人类危害最大的灾害之一[1]，随着社会在不断的建设，财富不断的累积，火灾预防成了人们需要思考的问题。对火灾的预防涉及到系统的设计、人员素质以及技术的支持[2]，其中人员素质是动态的因素，因此，我们在火灾预防的过程中要不断的加强人们对防范火灾的意识，从而尽可能的减小火灾给人们带来的灾害。
我国现阶段已经对各种建筑应该采取的火灾预防措施进行了明确的规定，从技术的层面看，火灾防范关键在于从阻燃、探测、扑救三个串行环节进行火灾的防范，其中技术的发展在某些特殊的领域有比较广阔的前景[3]。随着无线通信技术的发展，高速无线技术和产品的不断推出，速率越来越高，距离越来越远。然而，在很多实际应用的场合中，如工业控制、火灾监测、智能家居等，对通信的速率要求并不会太高，而在成本、功耗、可靠性等要求却是很严苛[4]。
在不断发展着的社会中，在社会财富日益增多的社会中，导致火灾发生的因素也越来越多，并且火灾的危害也是越来越大。根据部分统计，在我国的70年代，竟有达到2.3亿元的火灾损失，随后在80年代，也有不到3.1亿元的火灾年损失。随着90年代步伐的接近，特别是93年以来，有年均十几亿元的财产损失是由火灾直接引起的，2000人左右的年均死亡率。危害人类的生命与健康的是火灾、阻碍经济的增长与进步的也是火灾，由此引发的增强社会安全系数的需求，是预防火灾科学和消防技术发展和创新的直接导向和源源不断的动力。火灾探测器是一种用于火灾监测的系统，是一种能够实现早期预警火灾、防范火灾灾害的发生，能够实现对火灾进行及时合理扑救的系统。火灾探测器探测火灾的原理是多种多样的，它可以根据发生火灾时的特征参数来判断是否发生火灾。
无线传感网络系统是一种新型的通信技术，是在发展到相当成熟阶段的通信技术的基础上而诞生的，其应用的领域非常广泛以及发展非常迅速，不仅已经在军民多种领域中得到应用，而且在人们的日常生活中也是非常普遍。无线传感网络的发展使得硬件结构、通讯协议、组网规则等构架有了充分的发展，这种技术让无线传感网络在火灾探测中的应用成为了可能。
本次设计是利用ZigBee无线传感网络来开发火灾探测系统，利用CC2530模块，主要是针对一种预防火灾的检测系统，可以通过终端的DS18B20温度传感器和MQ-2烟雾浓度传感器实时获取火灾信息、光敏电阻获得检测现场是否存在火光，随后将这些数据无线传送给协调端，并通过串口将数据在上位机上显示，当烟雾浓度或温度超过设定值时则报警，并且可以通过上位机修改报警的上限值，以方便人们更好的掌握安全状况，提高生活质量。
1.2 项目研究意义
在很多特殊的场合中，需要布线的Fire detector很难发挥出其有效作用。需要在检测区域进行布线的传统火灾探测系统，一方面除了工序的安装过程比较繁琐，还会对建筑物的结构造成严重的破坏；特别是在古建筑消防安全、危险品监测等特殊的场所，有线的Fire detector很难发挥其效能。伴随着无线通信技术的不断发展，其优势也日益突出，由此可见在很多的行业中传统有线网络有完全被无线网络替代的可能。因此，在以后的设计中，火灾探测技术与无线通信网络的相结合，从而实现火灾探测的无线化、便捷化、智能化，将会是一个重要的研究方向。
20世纪90年代以来，随着嵌入式系统、无线通信、分布式信息处理技术及电子机械系统等技术的快速发展，具有感知、计算和无线网络通信能力的传感器以及由其构成的无线传感网络开始吸引人们的注意[5]。
目前，无线传感网络正是传感器网络发展的重要方向。对无线传感网络的开发和研究是目前信息领域的一个热点，不光是学术界，以及各个产业界对它的社会价值、商业价值和应用前途都是非常的看好。由多个功能相同或者不同的无线传感器节点组成的无线传感网络中，其中每一个传感器节点又是由数据采集部分、控制模块和数据处理部分以及通信模块和供电模块等组成。无线传感网络火灾探测技术，相比于传统的有线火灾报警系统，其应用型式更加灵活，可靠性比较的高，同时系统的安装比较方便，安装的成本和速度都是更为优越的。
智能型无线网络火灾探测系统具有以下的特点：1、安装比较方便、能够做到最大程度的减少对建筑物的破坏，这一特点尤其在对旧建筑的保护方面比较突出；2、自组织性是无线传感网络的一个重要特性，其使得无线传感系统可以在极短的时间内完成自动组网的过程，放置一些内置气体传感器的节点在危险化学品容易泄漏的场所，可以实现无人情况下自动定时检测气体的效果；3、由于单个的传感器节点测量的精度是有限的，所以在设计中一般采用大量的传感器节点通过网络以及算法来实现对数据更精确的计算，从而创造出更为精确地火灾监测系统。从长远观点来看，其造价将会比传统的有线火灾探测系统低[6]。
综上所述，本次研究具有很重要的意义。
1.3 无线传感网络的发展与现状
随着计算机运算速度的突飞猛进，数据处理的能力也；当存储器的容量无限增长，使海量存储终于得以实现[6]；当网络的宽带一再提升，传输数据已变得轻而易举时，信息采集和获取技术的发展已大大落后于这些技术。于是，融合了传感器技术、信息处理技术和网络通信技术的无线传感网络应运而生了[7]。
新型的传感网络即无
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