針對目前傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)存在的安裝不便、報警形式單一和遠程實時監(jiān)控能力不強等缺陷，為提高應(yīng)急響應(yīng)能力，提出一種遠程無線火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)設(shè)計方案。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)平臺和無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，通過移動互聯(lián)網(wǎng)將ZIGBEE數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和WIFI數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)，上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺進行綜合的數(shù)據(jù)處理與分析，結(jié)合用戶客服端發(fā)出的指令判定是否需要電話報警或短信報警，從而使得該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、報警及時且報警方式多元和遠程實時監(jiān)控等功能。經(jīng)實驗測試與分析，驗證了基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的無線火災(zāi)sms短信通知平臺報警系統(tǒng)的可靠性。

　　該系統(tǒng)由ZIGBEE數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、WIFI數(shù)據(jù)采集節(jié)點、ZIGBEE轉(zhuǎn)WIFI網(wǎng)關(guān)、綜合報警終端、物聯(lián)網(wǎng)平臺和用戶客服端組成。ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點設(shè)置在無WFI網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，通過ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點把采集的數(shù)據(jù)傳送給ZIGBEE轉(zhuǎn)WIFI網(wǎng)關(guān)，從而實現(xiàn)上傳云服務(wù)，并且對采集數(shù)據(jù)進行分析判斷是否要聲光報警;WIFI數(shù)據(jù)采集節(jié)點自行將采集數(shù)據(jù)上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺并且對采集數(shù)據(jù)分析判斷是否要聲光報警，由綜合報警終端對物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析并監(jiān)測用戶是否開啟電話報警功能，若到達報警要求實施電話報警或短信報警。

　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　2．1ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點的設(shè)計

　　ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點選用美國TI公司生產(chǎn)的CC2530芯片作為主控芯片。與上一代CC2430相比，在整個ZIGBEE協(xié)議棧的升級方面改進最大，極大地提高了其穩(wěn)定性和可靠性，并集成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的射頻收發(fā)器以及工業(yè)標準增強型微處理器，它的輸出可編程功率高達4．5dB。由ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點組成的ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點可以隨機分布于監(jiān)控區(qū)域，以自組織方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可大大降低系統(tǒng)成本和復(fù)雜度，提高設(shè)計靈活性。溫濕度傳感器選用的是DHT11傳感器模塊，與一般溫濕度采集模塊相比，省去了AD轉(zhuǎn)換模塊，由

　　CC2530的IO接口與DHT11的data接口進行數(shù)據(jù)的讀取。煙霧傳感器模塊選用的是MQ－2型煙霧傳感器，MQ－2對煙霧、天然氣等易燃氣體有很高的靈敏度且具有良好的抗干擾性ZIGBEE有自帶的AD轉(zhuǎn)換功能，只需對寄存器進行配置，支持14位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。

　　2．2WIFI數(shù)據(jù)采集節(jié)點的設(shè)計

　　系統(tǒng)選用的是功耗相對較低的WIFI芯片ESP8266。ESP8266是一個相對完整且自成體系的WIFI網(wǎng)絡(luò)解決方案，可獨立運行，也可以搭載在其他的Host上運行。ESP8266內(nèi)置高速緩沖存儲器，能夠很好地提高系統(tǒng)性能，并且最大限度地減少內(nèi)存需求。WIFI數(shù)據(jù)采集節(jié)點由傳感器、聲光報警模塊、ESP8266等組成。

　　2．3綜合報警終端的設(shè)計

　　結(jié)合系統(tǒng)對綜合報警終端數(shù)據(jù)處理能力的要求，選用ST推出的STM32F4微控制芯片。綜合報警終端的核心部件是STM32F4+SIM900、電源、OLED液晶顯示屏、以太網(wǎng)口。該報警裝置實現(xiàn)了電話報警、短信報警、火災(zāi)發(fā)生地地址顯示、在線實時顯示各節(jié)點溫濕度和煙霧濃度情況，增加了報警的方式，并極大地提高了報警的及時性和有效性。

　　2．4網(wǎng)關(guān)的設(shè)計

　　近年來，隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)越來越穩(wěn)定可靠，其抗干擾和糾錯的能力也不斷提高。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)憑借自身的方便快捷，也受到了廣大消費者的重視和青睞。ZIGBEE協(xié)議基于IEEE802．15．4標準，具有抗干擾性、低能量、高容錯性、穩(wěn)定性等特點，主要應(yīng)用于智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、軍事等方面。但是它的控制中心大多數(shù)情況下都是PC，不能適應(yīng)戶外等一些特殊環(huán)境。WIFI已經(jīng)成為一種越來越受歡迎的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其覆蓋范圍廣、布線簡單等諸多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個方面。因此設(shè)計出一種適應(yīng)于復(fù)雜環(huán)境的ZIGBEE轉(zhuǎn)WIFI網(wǎng)關(guān)的方案，具有很好的實用價值。

　　3系統(tǒng)工作流程

　　3．1ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點

　　系統(tǒng)硬件初始化后，再進行網(wǎng)絡(luò)初始化，而后掃描信道并且完成建網(wǎng)和組網(wǎng)的工作。ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點啟動后進行尋網(wǎng)，并通過信道掃描且固定IP完成入網(wǎng)等工作。接入節(jié)點以廣播方式向各數(shù)據(jù)采集節(jié)點發(fā)出數(shù)據(jù)請求，各ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點啟動溫濕度及煙霧傳感器并且開始采集相關(guān)數(shù)據(jù)，并且進行信號類型的判別。DHT11采集到的溫度信號為數(shù)字信號，而MQ2采集到的煙霧信號為模擬信號，因此需要通過A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過信號處理后，通過無線發(fā)送模塊發(fā)送到接入節(jié)點。而分站接入節(jié)點再通過ZIGBEE轉(zhuǎn)WIFI網(wǎng)關(guān)上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺，同時主控芯片進行數(shù)據(jù)處理分析，判斷和報警。

　　3．2WIFI數(shù)據(jù)采集節(jié)點

　　系統(tǒng)硬件初始化后，連接AP熱點，各子節(jié)點啟動傳感器并開始采集數(shù)據(jù)，并進行信號類型判別。與ZIGBEE數(shù)據(jù)采集節(jié)點類似，需要將MQ2采集到的煙霧信號(模擬信號)通過A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，DHT11采集的溫度信號(數(shù)字信號)［15］經(jīng)過信號處，再通過無線發(fā)送模塊上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺，同時主控芯片進行數(shù)據(jù)處理分析，判斷和報警。

　　3．3綜合報警終端

　　系統(tǒng)硬件連接互聯(lián)網(wǎng)，從物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取各數(shù)據(jù)采集節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理分析，判斷，報警;等待客服端發(fā)送電話、短信報警的指令，實施電話、短信報警。

　　4數(shù)據(jù)分析及報警

　　綜合報警終端，從物聯(lián)網(wǎng)平臺上獲取各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點的采集數(shù)據(jù)，然后對其進行分析。設(shè)置溫度的預(yù)設(shè)值為W，煙霧濃度的預(yù)設(shè)值為M，其報警的判斷統(tǒng)通過ZIGBEE數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和WIFI數(shù)據(jù)采集網(wǎng)，實現(xiàn)將有WIFI覆蓋區(qū)與無WIFI覆蓋區(qū)的數(shù)據(jù)上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺，從而對物聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的分析處理，判斷是否實施電話或短信報警，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，并有效地避免了布線成本高和對建筑外包環(huán)境的破壞。