基于物联网的校园防火报警系统的研究

刘凌云 赵利芳 郑晓霞 王新智

【摘要】 本文针对目前校园防火系统，通过对物联网技术特征的分析，以校园为依托，提出了将物联网技术中ZigBee技术、传感器等技术应用于校园防火系统之中。本研究利用传感器采样技术采集信号，利用ZigBee无线通信技术来解决各智能节点的数据传输和通信问题，完成校园的智能化防火报警。

【关键词】 物联网 传感器 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

校园是我们国家教育和培养人才的场所，在校老师和学生人数非常庞大，随着校园不安定因素越来越多，校园安全也成了人们关注的重中之重，维护校园安全稳定，保护师生生命、财产安全成了目前亟需解决的问题。在这些不安定因素中火灾造成的危害最大，一直以来，校园防火工作虽然投入了大量的人力物力，可还是存在很多不足，迫切需要采用新技术对火灾能进行监控，及时对火灾预测和报警。

二、校园防火报警系统总体设计

本文设计的校园防火报警系统是根据物联网的三层组织结构，这三层从下而上为感知层、网络层和应用层组成，感知层主要是无线传感器，通过无线传感器获得相关信息和数据，并传递到上层网关接入点；网络层主要借助现今成熟的网络体系接入和传输数据，主要包括各种网关和接入网络以及异构网融合等；应用层物联网功能实现的一层。

本文设计的校园火灾监控系统采用树形网络拓扑结构，整个网络由三种硬件节点模块组成，包括无线传感节点、路由器节点、网络协调器节点，无线传感节点主要采用烟雾传感器负责收集火灾信息，并把火灾信息利用Zigbee无线通讯方式传送到路由器节点，路由器节点转发到协调器节点。基于Zigbee技术的智能火灾监控报警系统提高了管理系统中数据的可靠性，对每个终端节点所监控的区域内发生的火灾险情能够及时判断并通过无线网络通知管理人员。系统的总体结构如图1所示。

这里使用烟雾传感器MQ-2，如图2所示，适用于烟雾监测，用单片机监控传感器的收集信号看是否有火灾发生。MQ-2引脚说明：

Vcc：接+5v电源

GND：电源负极

Aout：模拟量输出

Dout：数字量输出。

三、校园防火报警系统软件设计

采用单片机读取烟雾传感器引脚的的值，当有烟雾发生时，当大于阈值发送报警信号至报警系统。流程图如图3所示。

当测量浓度大于设定浓度时，单片机IO口输出低电平

#include//库文件

#defineucharunsignedchar//宏定义无符号字符型

#defineuintunsignedint//宏定义无符号整型

sbitLED=P1^0；//定义单片机P1口的第1位（即P1.0）为指示端

sbitDOUT=P2^0；//定义单片机P2口的第1位（即P2.0）为传感器的输入端

voidmain（）{

while（1）//无限循环{

LED=1；//熄灭P1.0口灯

if（DOUT==0）//当浓度高于设定值时，执行条件函数{

LED=0；//点亮P1.0口灯

四、总结

综上所述，本系统把物联网技术中ZigBee技术、传感器等技术应用于校园防火系统之中，利用传感器采样技术采集信号，利用ZigBee无线通信技术来解决各智能节点的数据传输和通信问题，完成校园的智能化防火报警，大大提高了校园防火报警预测和处理能力，目前，物联网技术还处于一个发展阶段，各种技术和标准还不是很成熟，在设计时可能有一些不足，随着技术的发展，校园防火报警系统也会越来越成熟，为校园的安全做出巨大贡献。

参 考 文 献

[1] 张良.智能家居控制系统的设计与开发[D].重庆：重庆大学，2011.

[2] 肖凌云.基丁-无线通信的家居集中控制系统的设计[D].武汉理工大学，2007