基于物聯網的校園防火報警系統的研究

劉凌云 趙利芳 鄭曉霞 王新智

【摘要】 本文針對目前校園防火系統，通過對物聯網技術特征的分析，以校園為依托，提出了將物聯網技術中ZigBee技術、傳感器等技術應用于校園防火系統之中。本研究利用傳感器采樣技術采集信號，利用ZigBee無線通信技術來解決各智能節點的數據傳輸和通信問題，完成校園的智能化防火報警。

【關鍵詞】 物聯網 傳感器 防火

Research on campus fire alarm system based on Internet of things

Abstract： In this paper， based on the analysis of the characteristics of the Internet of things technology， the paper puts forward the technology of ZigBee technology and sensors in the campus fire prevention system. In this study， the data transmission and communication of intelligent nodes are solved by using ZigBee wireless communication technology to solve the problem of data transmission and communication.

Keywords： Internet of things； Sensor； Fire prevention

一、引言

校園是我們國家教育和培養人才的場所，在校老師和學生人數非常龐大，隨著校園不安定因素越來越多，校園安全也成了人們關注的重中之重，維護校園安全穩定，保護師生生命、財產安全成了目前亟需解決的問題。在這些不安定因素中火災造成的危害最大，一直以來，校園防火工作雖然投入了大量的人力物力，可還是存在很多不足，迫切需要采用新技術對火災能進行監控，及時對火災預測和報警。

二、校園防火報警系統總體設計

本文設計的校園防火報警系統是根據物聯網的三層組織結構，這三層從下而上為感知層、網絡層和應用層組成，感知層主要是無線傳感器，通過無線傳感器獲得相關信息和數據，并傳遞到上層網關接入點；網絡層主要借助現今成熟的網絡體系接入和傳輸數據，主要包括各種網關和接入網絡以及異構網融合等；應用層物聯網功能實現的一層。

本文設計的校園火災監控系統采用樹形網絡拓撲結構，整個網絡由三種硬件節點模塊組成，包括無線傳感節點、路由器節點、網絡協調器節點，無線傳感節點主要采用煙霧傳感器負責收集火災信息，并把火災信息利用Zigbee無線通訊方式傳送到路由器節點，路由器節點轉發到協調器節點。基于Zigbee技術的智能火災監控報警系統提高了管理系統中數據的可靠性，對每個終端節點所監控的區域內發生的火災險情能夠及時判斷并通過無線網絡通知管理人員。系統的總體結構如圖1所示。

這里使用煙霧傳感器MQ-2，如圖2所示，適用于煙霧監測，用單片機監控傳感器的收集信號看是否有火災發生。MQ-2引腳說明：

Vcc：接+5v電源

GND：電源負極

Aout：模擬量輸出

Dout：數字量輸出。

三、校園防火報警系統軟件設計

采用單片機讀取煙霧傳感器引腳的的值，當有煙霧發生時，當大于閾值發送報警信號至報警系統。流程圖如圖3所示。

當測量濃度大于設定濃度時，單片機IO口輸出低電平

#include//庫文件

#defineucharunsignedchar//宏定義無符號字符型

#defineuintunsignedint//宏定義無符號整型

sbitLED=P1^0；//定義單片機P1口的第1位（即P1.0）為指示端

sbitDOUT=P2^0；//定義單片機P2口的第1位（即P2.0）為傳感器的輸入端

voidmain（）{

while（1）//無限循環{

LED=1；//熄滅P1.0口燈

if（DOUT==0）//當濃度高于設定值時，執行條件函數{

LED=0；//點亮P1.0口燈

四、總結

綜上所述，本系統把物聯網技術中ZigBee技術、傳感器等技術應用于校園防火系統之中，利用傳感器采樣技術采集信號，利用ZigBee無線通信技術來解決各智能節點的數據傳輸和通信問題，完成校園的智能化防火報警，大大提高了校園防火報警預測和處理能力，目前，物聯網技術還處于一個發展階段，各種技術和標準還不是很成熟，在設計時可能有一些不足，隨著技術的發展，校園防火報警系統也會越來越成熟，為校園的安全做出巨大貢獻。

參 考 文 獻

[1] 張良.智能家居控制系統的設計與開發[D].重慶：重慶大學，2011.

[2] 肖凌云.基丁-無線通信的家居集中控制系統的設計[D].武漢理工大學，2007