sms短信通知平台在物联网平台的无线火灾报警系统中的应用
来源:原创 时间:2018-05-08 浏览:0 次针对目前传统的火灾报警系统存在的安装不便、报警形式单一和远程实时监控能力不强等缺陷,为提高应急响应能力,提出一种远程无线火灾监控报警系统设计方案。结合物联网平台和无线数据传输技术,通过移动互联网将ZIGBEE数据采集网络和WIFI数据采集网络采集的数据,上传物联网平台进行综合的数据处理与分析,结合用户客服端发出的指令判定是否需要电话报警或短信报警,从而使得该系统具有结构简单、安装方便、报警及时且报警方式多元和远程实时监控等功能。经实验测试与分析,验证了基于物联网平台的无线火灾sms短信通知平台报警系统的可靠性。
该系统由ZIGBEE数据采集网络、WIFI数据采集节点、ZIGBEE转WIFI网关、综合报警终端、物联网平台和用户客服端组成。ZIGBEE数据采集节点设置在无WFI网络区域,通过ZIGBEE数据采集节点把采集的数据传送给ZIGBEE转WIFI网关,从而实现上传云服务,并且对采集数据进行分析判断是否要声光报警;WIFI数据采集节点自行将采集数据上传物联网平台并且对采集数据分析判断是否要声光报警,由综合报警终端对物联网平台的数据进行统一分析并监测用户是否开启电话报警功能,若到达报警要求实施电话报警或短信报警。
2系统硬件设计
2.1ZIGBEE数据采集节点的设计
ZIGBEE数据采集节点选用美国TI公司生产的CC2530芯片作为主控芯片。与上一代CC2430相比,在整个ZIGBEE协议栈的升级方面改进最大,极大地提高了其稳定性和可靠性,并集成了业内领先的射频收发器以及工业标准增强型微处理器,它的输出可编程功率高达4.5dB。由ZIGBEE数据采集节点组成的ZIGBEE无线传感器网络中的传感器节点可以随机分布于监控区域,以自组织方式构成无线网络系统,可大大降低系统成本和复杂度,提高设计灵活性。温湿度传感器选用的是DHT11传感器模块,与一般温湿度采集模块相比,省去了AD转换模块,由
CC2530的IO接口与DHT11的data接口进行数据的读取。烟雾传感器模块选用的是MQ-2型烟雾传感器,MQ-2对烟雾、天然气等易燃气体有很高的灵敏度且具有良好的抗干扰性ZIGBEE有自带的AD转换功能,只需对寄存器进行配置,支持14位的模拟数字转换。
2.2WIFI数据采集节点的设计
系统选用的是功耗相对较低的WIFI芯片ESP8266。ESP8266是一个相对完整且自成体系的WIFI网络解决方案,可独立运行,也可以搭载在其他的Host上运行。ESP8266内置高速缓冲存储器,能够很好地提高系统性能,并且最大限度地减少内存需求。WIFI数据采集节点由传感器、声光报警模块、ESP8266等组成。
2.3综合报警终端的设计
结合系统对综合报警终端数据处理能力的要求,选用ST推出的STM32F4微控制芯片。综合报警终端的核心部件是STM32F4+SIM900、电源、OLED液晶显示屏、以太网口。该报警装置实现了电话报警、短信报警、火灾发生地地址显示、在线实时显示各节点温湿度和烟雾浓度情况,增加了报警的方式,并极大地提高了报警的及时性和有效性。
2.4网关的设计
近年来,随着无线通信技术的高速发展,无线数据传输技术越来越稳定可靠,其抗干扰和纠错的能力也不断提高。特别是随着物联网的快速发展,无线数据传输技术凭借自身的方便快捷,也受到了广大消费者的重视和青睐。ZIGBEE协议基于IEEE802.15.4标准,具有抗干扰性、低能量、高容错性、稳定性等特点,主要应用于智能家居、物联网、军事等方面。但是它的控制中心大多数情况下都是PC,不能适应户外等一些特殊环境。WIFI已经成为一种越来越受欢迎的无线数据传输技术,其覆盖范围广、布线简单等诸多优点,广泛应用于人们生产生活的各个方面。因此设计出一种适应于复杂环境的ZIGBEE转WIFI网关的方案,具有很好的实用价值。
3系统工作流程
3.1ZIGBEE数据采集节点
系统硬件初始化后,再进行网络初始化,而后扫描信道并且完成建网和组网的工作。ZIGBEE数据采集节点启动后进行寻网,并通过信道扫描且固定IP完成入网等工作。接入节点以广播方式向各数据采集节点发出数据请求,各ZIGBEE数据采集节点启动温湿度及烟雾传感器并且开始采集相关数据,并且进行信号类型的判别。DHT11采集到的温度信号为数字信号,而MQ2采集到的烟雾信号为模拟信号,因此需要通过A/D模块转换为数字信号,经过信号处理后,通过无线发送模块发送到接入节点。而分站接入节点再通过ZIGBEE转WIFI网关上传物联网平台,同时主控芯片进行数据处理分析,判断和报警。
3.2WIFI数据采集节点
系统硬件初始化后,连接AP热点,各子节点启动传感器并开始采集数据,并进行信号类型判别。与ZIGBEE数据采集节点类似,需要将MQ2采集到的烟雾信号(模拟信号)通过A/D模块转换为数字信号,DHT11采集的温度信号(数字信号)[15]经过信号处,再通过无线发送模块上传至物联网平台,同时主控芯片进行数据处理分析,判断和报警。
3.3综合报警终端
系统硬件连接互联网,从物联网平台获取各数据采集节点上传的数据,进行数据处理分析,判断,报警;等待客服端发送电话、短信报警的指令,实施电话、短信报警。
4数据分析及报警
综合报警终端,从物联网平台上获取各个数据采集节点的采集数据,然后对其进行分析。设置温度的预设值为W,烟雾浓度的预设值为M,其报警的判断统通过ZIGBEE数据采集网络和WIFI数据采集网,实现将有WIFI覆盖区与无WIFI覆盖区的数据上传物联网平台,从而对物联网平台的数据进行统一的分析处理,判断是否实施电话或短信报警,大大提高了系统的可靠性,并有效地避免了布线成本高和对建筑外包环境的破坏。