應(yīng)用藍牙技術(shù)實現(xiàn)大型商場自動化消防系統(tǒng)

[摘要] 藍牙技術(shù)作為近距離無線通訊方式的重要替代技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文針對大型商場的特點，結(jié)合現(xiàn)行自動化消防系統(tǒng)的實際應(yīng)用需求，提出了一種應(yīng)用藍牙技術(shù)實現(xiàn)大型商場自動化消防系統(tǒng)的模式，該系統(tǒng)與現(xiàn)行商場自動化消防系統(tǒng)相比具有更多的優(yōu)越性。

[關(guān)鍵詞] 藍牙技術(shù)大型商場自動化消防

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和市場經(jīng)濟的繁榮，大型商場如雨后春筍般在城市中出現(xiàn)，由于這些大型商場營業(yè)面積大、體量大、人員流動大，使得大型商場的自動化消防系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，應(yīng)用新技術(shù)調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)事在必行。

一、藍牙技術(shù)概述

藍牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，其宗旨是提供一種短距離的無線傳輸應(yīng)用技術(shù)。它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別連接。本世紀(jì)初以來，著名的信息業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、朗訊大力推廣藍牙技術(shù)，從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍牙”熱潮。全球業(yè)界開發(fā)了一大批藍牙技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，使藍牙技術(shù)呈現(xiàn)出極其廣闊的市場前景，并預(yù)示著將迎來波瀾壯闊的全球無線通信浪潮。在自動化消防系統(tǒng)中采用藍牙技術(shù)實現(xiàn)無線傳輸，具有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢。

藍牙技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三大部分:底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用。底層硬件部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM)。無線跳頻層通過2.4GHz無需授權(quán)的ISM頻段的微波，實現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過濾和傳輸，該層協(xié)議主要定義了藍牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件;基帶負(fù)責(zé)跳頻，以及藍牙數(shù)據(jù)和信息幀的傳輸;鏈路管理負(fù)責(zé)連接、建立和拆除鏈路并進行安全控制。

中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、串口仿真協(xié)議和電話通信協(xié)議。邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議具有完成數(shù)據(jù)拆裝、控制服務(wù)質(zhì)量和復(fù)用協(xié)議的功能，該層協(xié)議是其他各層協(xié)議實現(xiàn)的基礎(chǔ);服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議層為上層應(yīng)用程序提供一種機制來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性;串口仿真協(xié)議層具有仿真9針RS232串口的功能;電話通信協(xié)議層則提供藍牙設(shè)備間話音和數(shù)據(jù)的呼叫控制指令。

在藍牙協(xié)議棧的最上部是各種高層應(yīng)用框架。其中較典型的有撥號網(wǎng)絡(luò)、耳機、局域網(wǎng)訪問、文件傳輸?shù)龋鼈兎謩e對應(yīng)一種應(yīng)用模式。各種應(yīng)用程序可以通過各自對應(yīng)的應(yīng)用模式實現(xiàn)無線通信。撥號網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可通過仿真串口訪問微微網(wǎng)(Piconet)，數(shù)據(jù)設(shè)備也可由此接入傳統(tǒng)的局域網(wǎng);使得整個系統(tǒng)之間不需要任何連線，就能快速、靈活地進行文件傳輸和共享信息，多臺設(shè)備也可由此實現(xiàn)同步操作。

總之，整個藍牙協(xié)議結(jié)構(gòu)簡單，使用重傳機制來保證鏈路的可靠性，在基帶、鏈路管理和應(yīng)用層中還可實行分級的多種安全機制，并且通過跳頻技術(shù)可以消除網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中來自其他無線設(shè)備的干擾。

二、自動化消防系統(tǒng)的含義及存在問題

自動化消防系統(tǒng)是一種能夠及時發(fā)現(xiàn)和通報火情，并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑物中或其他場所的自動消防設(shè)施，自動化消防系統(tǒng)是大型商場消防設(shè)施的重要組成部分，其主要作用是對火災(zāi)進行早期報警，同時具有對消防設(shè)備進行控制、引導(dǎo)人員疏散、傳遞滅火活動信息等功能。自動化消防系統(tǒng)是由感應(yīng)觸發(fā)裝置、火災(zāi)警報裝置，以及其他裝置和聯(lián)控設(shè)備組成的，它的基本原理是:能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器，經(jīng)過控制器的綜合處理，產(chǎn)生若干輸出信號和發(fā)出火災(zāi)聲光警報，一方面使所有消防聯(lián)鎖子系統(tǒng)動作，如關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)、啟動排煙系統(tǒng)和消防水加壓泵系統(tǒng)、啟動疏散指示、事故照明和應(yīng)急廣播系統(tǒng)等;另一方面使自動消防設(shè)備的滅火延時裝置動作，經(jīng)規(guī)定的延時后，自動滅火，自動化消防系統(tǒng)對于撲滅初期火災(zāi)，最大限度的減少因火災(zāi)造成的生命和財產(chǎn)的損失具有非常重要的作用。有關(guān)資料統(tǒng)計表明:凡是安裝了自動化消防系統(tǒng)的場所，發(fā)生了火災(zāi)一般地說都能及早報警，避免重大火災(zāi)事故的釀成。在城市中大型建筑物根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，以及國際相關(guān)組織的有關(guān)條文規(guī)定均需安裝自動化消防系統(tǒng)，可以說自動化消防系統(tǒng)在消防安全保衛(wèi)工作中發(fā)揮了重要作用。

自動化消防系統(tǒng)在我國已經(jīng)得到了廣泛的研究與應(yīng)用，但是該系統(tǒng)還存在著許多缺陷和不足，目前，自動化消防系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)有線方式進行布線連接，線路耗材多，造價高，功耗大，抗干擾能力低，設(shè)計、施工與維護復(fù)雜。而且，由于采用有線方式連接，線路由于商場環(huán)境中的氣流、灰塵、濕氣、靜電干擾的影響容易老化、腐蝕、磨損，故障發(fā)生率多，誤報、漏報情況時有發(fā)生。有線方式被無線取代不可避免。

三、基于藍牙技術(shù)實現(xiàn)自動化消防系統(tǒng)的特點及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

藍牙技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)相當(dāng)廣泛，可以廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類數(shù)據(jù)及控制設(shè)備，藍牙無線通訊方式將系統(tǒng)中的設(shè)備連成一個微微網(wǎng)(Piconet)，多個微微網(wǎng)之間也可以進行互連接，從而實現(xiàn)各類設(shè)備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術(shù)實現(xiàn)自動化消防系統(tǒng)具有其他方式無法比擬的優(yōu)勢:(1)基于藍牙技術(shù)的自動化消防系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)能夠穿透阻礙物，沒有方向限制，非常適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型商業(yè)建筑;(2)藍牙技術(shù)采用跳頻擴頻技術(shù)將2.4GHz到2.4835GHz之間劃分出79個頻點，根據(jù)piconet的主單元確定的跳頻為隨機序列每秒鐘1600跳，使其無線鏈路自身具備了更高的安全性和抗干擾能力;(3)傳輸距離。目前藍牙技術(shù)的工作距離是10米以內(nèi)，經(jīng)過增加射頻功率后可達到100米。這樣的工作范圍使得藍牙可以保證較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時可以降低其他電子產(chǎn)品和無線電技術(shù)的干擾，有利于系統(tǒng)的安全性;(4)藍牙成本低、體積小，可用于連接更多的設(shè)備，非常適用于商場較為復(fù)雜的消防系統(tǒng)。

四、運用藍牙技術(shù)的自動化消防系統(tǒng)實現(xiàn)過程

運用藍牙技術(shù)的自動化消防系統(tǒng)，一般系統(tǒng)由以下幾個部分組成:(1)感應(yīng)裝置:如煙感，溫感等;(2)警報裝置:如警鈴、廣播等;(3)主機控制器(包括報警主機、廣播主機、電話主機等);(4)其他裝置及聯(lián)控設(shè)備:如聯(lián)動模塊、輸入模塊、短路隔離器等。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，感應(yīng)裝置首先探測到火災(zāi)信號，并迅速將信號傳遞給報警主機，主機確認(rèn)火災(zāi)信號后，通過相關(guān)聯(lián)動模塊，控制相應(yīng)的聯(lián)動裝置動作。

在通過藍牙連接的一個微微網(wǎng)(Piconet)中，所有設(shè)備都是級別相同的組件，具有相同的權(quán)限。我們可以將主機控制器定義為主組件，感應(yīng)裝置定義為從組件。藍牙支持三種節(jié)能工作模式:保持方式(HOLD)、監(jiān)聽方式(SNIFF)和休眠方式(PARK)。主組件可將從組件設(shè)置為保持方式，從組件也可以要求轉(zhuǎn)入保持方式，此時內(nèi)部定時器工作，連接幾個微微網(wǎng)(Piconet)或低功耗器件(如煙感，溫感)的組件常使用保持方式。保持模式適合火災(zāi)感應(yīng)裝置在多數(shù)時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，我們可以通過主機控制器把感應(yīng)裝置置為保持工作模式。在這種模式下，微微網(wǎng)只有一個內(nèi)部計數(shù)器在工作。一旦某個感應(yīng)裝置探測到火情，處于保持模式的組件被激活，火災(zāi)感應(yīng)裝置監(jiān)測感受到的火災(zāi)信息由基帶晶片分析處理轉(zhuǎn)化成電信號后，通過射頻晶片傳送給報警控制器，和有線工作方式一樣，由控制器進行綜合處理，在確認(rèn)火災(zāi)后，啟動相關(guān)層的警報裝置及聯(lián)動設(shè)備(如噴淋閥、排煙閥等)。

五、結(jié)束語

隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大型商場已具有成為商業(yè)建筑主流形式的趨勢，本文給出了一種應(yīng)用于藍牙技術(shù)實現(xiàn)大型商場自動化消防系統(tǒng)的模型，并對其實現(xiàn)過程，以及各個環(huán)節(jié)采用的基本技術(shù)進行了介紹。該系統(tǒng)具有組網(wǎng)簡單方便，系統(tǒng)擴展性好、低功耗、通訊安全性好等特點。適合城市中大型商業(yè)建筑進行自動化消防系統(tǒng)設(shè)計時使用。

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