CN108062843A - 基于ZigBee的地铁站火灾监测*** - Google Patents

基于ZigBee的地铁站火灾监测*** Download PDF

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CN108062843A
CN108062843A CN201610984020.6A CN201610984020A CN108062843A CN 108062843 A CN108062843 A CN 108062843A CN 201610984020 A CN201610984020 A CN 201610984020A CN 108062843 A CN108062843 A CN 108062843A
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fire monitoring
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毛振刚
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种基于ZigBee的地铁站火灾监测***，由传感器节点、路由器节点、主节点收发电路、主控制器、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器、摄像头、数据接口电路、SPI接口、ZigBee通信模块、远程管理中心组成。本发明采用无线局域网的RSSI定位算法，能够实时分析地铁内火灾情形，在地铁站火灾后，通过RSSI定位技术收集陷入困境人员的信息，精确定位火灾源头和人员位置以及救援人员的位置信息，发送数据和指令，便于查找不同地区不同群体的最佳疏散路径。

Description

基于ZigBee的地铁站火灾监测***
技术领域
本发明专利属于火灾监测领域，尤其是一种基于ZigBee的地铁站火灾监测***。
背景技术
自上个20世纪中后期以来，随着微电子技术，计算机技术，自动控制技术，通信与信息处理技术，多媒体技术等先进技术的发展，以科学技术为基础，依靠先进的设备和科学管理来实现火灾监控***智能化已成为可能。火灾监测的根本目的是获取火灾发生时的相关信息，并及时处理，达到及时准确报警的目的。
地铁站作为典型的地下交通枢纽，其内部结构相对阻塞，是一个相对封闭的环境且出入口少，与地面空气对流速度慢。因此，如何处理建筑物内的消防问题已成为重要的问题，许多研究人员在这一领域做了很多工作。目前，地铁站的火灾监测与报警装置一般都采用光纤温度传感器火灾报警***。该***是通过分布在隧道内的光纤温度传感器，对地铁站内部的温度进行实时监测，并将检测数据通过光纤传输至***控制端。光纤温度传感器虽然具有电气隔离度高、抗电磁噪声强、防爆性能好等优点，但是光纤温度传感器电路复杂、价格高，***的可维护性和可靠性较差，且***的成本较高；光纤温度传感器仅对地铁站中的温度进行检测，参数单一，影响***的检测精度。因此，设计一种低成本、抗干扰、抗恶劣工作环境、可靠性高且多参数的地铁站火灾监测预警***，对提高地铁站的安全性具有现实意义。
发明内容
本发明提供一种基于ZigBee的地铁站火灾监测***，采用RSSI定位算法，精确定位火灾源头和人员位置，实时监控地铁站。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
由传感器节点、路由器节点、主节点收发电路、主控制器、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器、摄像头、数据接口电路、SPI接口、ZigBee通信模块、远程管理中心组成；其中，***中相邻两个传感器节点之间的距离为1m，呈网状结构，安装于隧道顶部；***中网络节点通过软件设置的方法将其分为两类：一类是主控制节点，负责网络管理及数据的收发，另一类是从节点，由若干传感器节点和路由器节点组成，负责数据采集、数据传输。
而且，所述的传感器节点与路由器节点相连；所述的路由器节点与数据接口电路相连；所述的主控制器分别与摄像头、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器相连；所述的SPI接口、数据接口电路分别与主控制器相连；所述的ZigBee通信模块与SPI接口相连；所述的ZigBee通信模块与远程管理中心相连。
而且，所述的传感器节点至少有一个传感器节点；所述的路由器节点至少有一个路由器节点。
而且，所述的ZigBee通信模块采用CC2431芯片。
而且，所述的CC2431芯片采用RSSI定位技术，通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，根据相应数据进行定位。
而且，所述的传感器节点包括温湿度传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器、CO2传感器、粉尘传感器。
而且，所述的主控制器采用S3C2440A型号。
而且，所述的网络适配器是整个网络的中心，是远程管理中心与各传感器节点通信桥梁，主要负责网络的创建与管理。
本发明优点和积极效果是：
1、本发明采用无线局域网的RSSI定位算法，能够实时分析地铁内火灾情形，在地铁站火灾后，通过RSSI定位技术收集陷入困境人员的信息，包括他们的不同位置和救援人员的位置信息，然后发送数据和指令，便于查找不同地区不同群体的最佳疏散路径。
附图说明
图1是基于ZigBee的地铁站火灾监测***结构图。
具体实施方式
结合附图对本发明具体施例做进一步详述：
如图1所示，本发明所述的一种基于ZigBee的地铁站火灾监测***，由传感器节点、路由器节点、主节点收发电路、主控制器、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器、摄像头、数据接口电路、SPI接口、ZigBee通信模块、远程管理中心组成；所述的传感器节点与路由器节点相连；所述的路由器节点与数据接口电路相连；所述的主控制器分别与摄像头、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器相连；所述的SPI接口、数据接口电路分别与主控制器相连；所述的ZigBee通信模块与SPI接口相连；所述的ZigBee通信模块与远程管理中心相连；所述的传感器节点至少有一个传感器节点；所述的路由器节点至少有一个路由器节点；所述的ZigBee通信模块与SPI接口相连；所述的ZigBee通信模块与远程管理中心相连；所述的ZigBee通信模块采用CC2431芯片；所述的CC2431芯片采用RSSI定位技术，通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，根据相应数据进行定位；所述的传感器节点包括温湿度传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器、CO2传感器、粉尘传感器；所述的主控制器采用S3C2440A型号；所述的网络适配器是整个网络的中心，是远程管理中心与各传感器节点通信桥梁，主要负责网络的创建与管理；基于ZigBee的地铁站火灾监测***中相邻两个传感器节点之间的距离为1m，呈网状结构，安装于隧道顶部；***中网络节点通过软件设置的方法将其分为两类：一类是主控制节点，负责网络管理及数据的收发，另一类是从节点，由若干传感器节点和路由器节点组成，负责数据采集、数据传输。***采用以车站为中心的模式，在每个车站建立一套地铁站火灾监测预警***，分布于地铁隧道内的若干个温湿度传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器、CO2传感器、粉尘传感器组成的传感器网络，监测到的温度、烟尘等参数经处理后以无线方式传送到主节点收发电路中，再由与主节点收发电路连接的主控制器对检测数据进行处理。该***采用单位时间内检测参数的变化率及检测参数与设定参数的比值作为***的报警参数。当地铁站突发异常情况时，监控人员通过监控***能够及时感知现场的温度、烟雾、CO、CO2浓度等参数高于***设定参数时，产生报警信号并将信号传送至声光报警器、LCD显示屏与远程管理中心，为消防人员的行动及时提供指导，以最快的速度控制火灾，尽快营救并疏散受困人员。
地铁站无线火灾监测***的ZigBee通信网络与网络适配器的通信遵循一定的交互协议，当ZigBee通信网络接收到传感器节点发送的数据时，才会将数据转发给网络适配器；在规定时间内，一个网络适配器请求指令发送后未收到ZigBee通信网络或传感器节点回应，通信回路断开，则认为超时；若超时重发次数超过规定次数时，则认定通信故障，进行报警。
本发明采用RSSI定位算法，对于实时分析地铁内火灾情形非常有效，由于传感器节点能量有限，通信距离有限，因此需要通过RSSI定位算法以及定位技术来提高网络的定位精度。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：由传感器节点、路由器节点、主节点收发电路、主控制器、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器、摄像头、数据接口电路、SPI接口、ZigBee通信模块、远程管理中心组成；其中，***中相邻两个传感器节点之间的距离为1m，呈网状结构，安装于隧道顶部；***中网络节点通过软件设置的方法将其分为两类：一类是主控制节点，负责网络管理及数据的收发，另一类是从节点，由若干传感器节点和路由器节点组成，负责数据采集、数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的传感器节点与路由器节点相连；所述的路由器节点与数据接口电路相连；所述的主控制器分别与摄像头、网络适配器、LCD显示屏、MMC/SD存储卡、声光报警器相连；所述的SPI接口、数据接口电路分别与主控制器相连；所述的ZigBee通信模块与SPI接口相连；所述的ZigBee通信模块与远程管理中心相连。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的传感器节点至少有一个传感器节点；所述的路由器节点至少有一个路由器节点。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的ZigBee通信模块采用CC2431芯片。
5.根据权利要求4所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的CC2431芯片采用RSSI定位技术，通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，根据相应数据进行定位。
6.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的传感器节点包括温湿度传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器、CO2传感器、粉尘传感器。
7.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的主控制器采用S3C2440A型号。
8.根据权利要求1所述的基于ZigBee的地铁站火灾监测***，其特征在于：所述的网络适配器是整个网络的中心，是远程管理中心与传感器节点通信桥梁，主要负责网络的创建与管理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112991701A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 中车唐山机车车辆有限公司 列车火警***及列车

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