無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南京歐果智能科技有限公司 張 寧

在新時(shí)代背景下，自動(dòng)化控制技術(shù)和信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了有效應(yīng)用，這給智能建筑的發(fā)展帶來了更多機(jī)遇。樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)作為智能建筑中的主要內(nèi)容之一，為了保障其設(shè)計(jì)的合理性，需要應(yīng)用無(wú)線等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，保障火災(zāi)探測(cè)器的有效性，完善報(bào)警的自動(dòng)化效果，保障其質(zhì)量?；诖耍疚膶?duì)無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，希望可以實(shí)現(xiàn)樓宇消防報(bào)警系統(tǒng)的自動(dòng)化。

無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理和存儲(chǔ)，對(duì)建筑內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行全面監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)異常行為，可以對(duì)報(bào)警數(shù)值進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)異常節(jié)點(diǎn)的告警，操作人員在此過程中能夠根據(jù)異常節(jié)點(diǎn)的位置信息，對(duì)安全隱患的區(qū)域進(jìn)行有效處理，主要目的是減少繁瑣布線，從而保障無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。

1 無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)中的ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在兩種節(jié)點(diǎn)，分別為全功能節(jié)點(diǎn)和精簡(jiǎn)功能節(jié)點(diǎn)。其中的全功能節(jié)點(diǎn)本身具有路由功能，所以它在實(shí)際運(yùn)行的過程中需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的供電，如果一直處于工作的狀態(tài)，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)本身帶來一定的影響。但是精簡(jiǎn)功能節(jié)點(diǎn)并沒有的路由功能，它是可以進(jìn)行休眠的，其供電方式也是非常靈活的，在對(duì)其進(jìn)行使用的時(shí)候可以應(yīng)電池對(duì)其進(jìn)行供電。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器也具備路由特點(diǎn)功能。其中的功能節(jié)點(diǎn)，如探測(cè)器節(jié)點(diǎn)，或者是聯(lián)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，它們都具備路由器的功能，所以說ZigBee協(xié)議協(xié)調(diào)器它屬于一種比較特殊的FFD，能夠完成ZigBee協(xié)議中所設(shè)置的大部分服務(wù)。此外，這種設(shè)備的組網(wǎng)能力也是非常強(qiáng)的，能夠形成星型和MESH網(wǎng)狀網(wǎng)，還可以結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的需要，合理選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

對(duì)于火災(zāi)相關(guān)的物理量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，主要以ZigBee網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的有效結(jié)合。同時(shí)，無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)在消防中的合理應(yīng)用，還可以將其他節(jié)點(diǎn)所將處理后的數(shù)據(jù)，應(yīng)用無(wú)線的方式，將其快速地傳送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?/p>

2 無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用

無(wú)線樓宇火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了具有信息傳輸速度等多種優(yōu)點(diǎn)，它還具有可靠性強(qiáng)和安全性高等優(yōu)勢(shì)，其中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠以單節(jié)點(diǎn)的方式對(duì)火災(zāi)中的多個(gè)物理量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整合。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種無(wú)線信息的有效整合。一些部分研究人員在對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)它還是以ZigBee網(wǎng)絡(luò)以協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)為中心，對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

建筑樓宇在安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)后，可以提前對(duì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的因素進(jìn)行預(yù)測(cè)，消除安全隱患。FAS系統(tǒng)和電力自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇的全面檢測(cè)，加強(qiáng)環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的有效整合，保證用戶的安全，避免對(duì)公共設(shè)施等帶來嚴(yán)重影響。

3 無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行中的問題

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，建筑行業(yè)加強(qiáng)了消防的重視，尤其是在眾多報(bào)警故障后，為了保障樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)的有效性，加強(qiáng)了對(duì)無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。但是受到一些客觀因素的影響，此系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中還存在一些問題。第一，火災(zāi)探測(cè)器的位置會(huì)受到一定程度的限制，F(xiàn)AS系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)，需要預(yù)留管道和接線，在規(guī)劃設(shè)計(jì)后，也不能對(duì)其進(jìn)行更改。第二，由于各個(gè)探測(cè)器在連接的時(shí)候，其單個(gè)探測(cè)器總是出現(xiàn)問題，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。

最后是漏報(bào)和誤報(bào)率高。無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過程中，會(huì)受到線路故障和粉塵等多種因素的影響，這將導(dǎo)致火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)漏報(bào)和誤報(bào)的問題，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。ZigBee技術(shù)屬于一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，其節(jié)點(diǎn)電池工作的時(shí)間非常長(zhǎng)，可以達(dá)6個(gè)月，甚至兩年。再加上其具有功耗低等多種有效，在無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到了有效的應(yīng)用。應(yīng)用2.44GHz波段，可以對(duì)其中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效控制，強(qiáng)化無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)功能，保證此系統(tǒng)的有效性。

4 基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

在開展無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，由于一些火災(zāi)系統(tǒng)規(guī)格比較大，所以在對(duì)其進(jìn)行構(gòu)建的時(shí)候，需要應(yīng)用多個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效應(yīng)用。合理應(yīng)用此技術(shù)對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的有效結(jié)合，讓其構(gòu)成火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴Ｈ绫?所示。

表1 ZigBee采集器系統(tǒng)的運(yùn)行情況表

研究發(fā)展，如果空氣中一氧化碳濃度達(dá)到了0.06%，經(jīng)過一個(gè)小時(shí)后人就會(huì)中毒。所以在對(duì)無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候，需要在此技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)CO的濃度進(jìn)行有效控制，對(duì)其限定值進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，當(dāng)其溫度到達(dá)30℃到35℃時(shí)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)就會(huì)接收到數(shù)據(jù)，然后按照要求判斷其中是否有火災(zāi)發(fā)生，避免一氧化碳濃度超過具體范圍。此外，還要根據(jù)溫度和一氧化碳濃度的標(biāo)志位，對(duì)火災(zāi)的發(fā)生情況進(jìn)行判定，如果在此過程中有火災(zāi)發(fā)生，就要發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，然后積極采取相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行處理。

4.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

在對(duì)無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，或者終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候，需要將CC2430芯片作為其中的處理器芯片，主要是因?yàn)镃C2430芯片具有強(qiáng)大的IAR集成等功能，受到開發(fā)環(huán)境等多種技術(shù)的支持，是一種先進(jìn)設(shè)備。如果基于ZigBee對(duì)微控制器內(nèi)核進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，其片內(nèi)資源也是豐富的，再加上其外圍支持電路具有超低功耗和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，其中所應(yīng)用元件還具有低成本的特點(diǎn)，能夠支持快速和廉價(jià)的ZigBee節(jié)點(diǎn)構(gòu)建。同時(shí)，還需要注意溫度對(duì)此系統(tǒng)的影響。如表2所示。

表2 ZigBee系統(tǒng)的溫度試驗(yàn)情況

因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合先進(jìn)的ZigBee協(xié)議，對(duì)CC2430進(jìn)行有效應(yīng)用，完善ZigBee解決方案，保障無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。此外，在對(duì)其系統(tǒng)硬件進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)時(shí)，其中內(nèi)容主要由3部分組成，有終端節(jié)點(diǎn)、電源設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，這些內(nèi)容在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用，進(jìn)一步提高了信息傳輸?shù)挠行浴?/p>

4.3 ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)人員在完成終端各類探測(cè)器的設(shè)計(jì)，以及報(bào)警設(shè)備數(shù)據(jù)采集等相關(guān)內(nèi)容后，還需要通過ZigBee技術(shù)，獲取不同區(qū)域內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)信息，在對(duì)其進(jìn)行整合完，將其中的數(shù)據(jù)信息上傳到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。STM32處理器單元集成是比較常見的設(shè)備，其在火災(zāi)報(bào)警控制器中的有效應(yīng)用，可以完成數(shù)據(jù)信息的有效傳輸，實(shí)現(xiàn)通信線路的配置和控制。

由于每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)它們都是獨(dú)立的，所以當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行查詢，在此過程中不會(huì)涉及其他節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)也沒有增量。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)的有效結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的有效性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行獨(dú)立配置。因此，在對(duì)火災(zāi)報(bào)警專屬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候，需要借助ZigBee技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集和的傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效構(gòu)建，保障火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)專屬網(wǎng)絡(luò)的合理性。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，為了可以在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，保障我國(guó)樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，要合理應(yīng)用數(shù)據(jù)融合和先進(jìn)技術(shù)搭建系統(tǒng)實(shí)物模型，在ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和特定頻率的基礎(chǔ)上，對(duì)傳感器類型和設(shè)備進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，避免系統(tǒng)受到客觀因素的影響，從而不斷提高無(wú)線樓宇防火報(bào)警系統(tǒng)的反應(yīng)速度。