基于ZigBee無線技術(shù)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是指：當(dāng)被保護(hù)線路中的被探測參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號、控制信號并能指示報(bào)警部位的系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的大幅度提高，用電設(shè)備不斷增多以及用電負(fù)荷的不斷加大，隨之因電氣原因?qū)е碌幕馂?zāi)事故也在逐年攀升。由于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)的隱患，及時(shí)報(bào)警、提醒有關(guān)人員去消除這些隱患，避免電氣火災(zāi)的發(fā)生，因此它的出現(xiàn)引起了社會的廣泛關(guān)注。但是在一些特殊情況下

2、，對于傳統(tǒng)的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，線路的鋪設(shè)和維護(hù)成本較高，且有線線路本身存在腐蝕現(xiàn)象，這將會影響通信質(zhì)量。在這些情況下，采用無線通信技術(shù)能夠解決這方面的技術(shù)難題。
　　 隨著電子通訊業(yè)的迅速發(fā)展，無線通信技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步。本課題的內(nèi)容是從無線通信技術(shù)在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用出發(fā)，經(jīng)過對主要無線通信協(xié)議特點(diǎn)的分析，選取了ZigBee協(xié)議作為底層通信協(xié)議。ZigBee是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無

3、線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于近距離無線連接，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)用設(shè)備控制等。
　　 論文首先介紹了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)和ZigBee技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，對ZigBee無線技術(shù)的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，研究了各個通信協(xié)議層的具體功能和作用，并設(shè)計(jì)了符合ZigBee協(xié)議的軟硬件平臺。在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方面，將ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)加入到RS-485有線傳輸網(wǎng)絡(luò)中，使其成為有線傳輸?shù)囊徊糠帧Ｗ罱K

4、把有線、無線傳輸?shù)母髯詢?yōu)點(diǎn)進(jìn)行有力結(jié)合。在布線受限的地方采用ZigBee無線通信方式；在無線信號屏蔽區(qū)域采用有線通信方式，二者相互彌補(bǔ)缺陷。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸中，采用點(diǎn)對點(diǎn)式通信。通過建立相應(yīng)的監(jiān)控器地址路由表，并對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行分層判斷來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、完整性和準(zhǔn)確性。其次進(jìn)行了剩余電流等數(shù)據(jù)信息的采集，以及其它顯示、控制電路的設(shè)計(jì)。將電氣線路的三相線及中線通過零式電流互感器后，零式電流互感器會把剩余電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信

5、號。本設(shè)計(jì)中，剩余電流的測量就是將零式電流互感器輸出的交沆電壓信號通過精密整流電路后，進(jìn)入單片機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，并由單片機(jī)對最終數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理。溫度的采集通過不平衡電橋測量鉑電阻隨溫度變化的電壓信號來實(shí)現(xiàn)。將不同的電壓對應(yīng)的實(shí)際溫度做成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，由單片機(jī)對電壓信號進(jìn)行處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)表得出最終的溫度值。最后，采用Qt開發(fā)了上位機(jī)服務(wù)器程序。上位機(jī)程序通過RS-485線與監(jiān)控器設(shè)備和ZigBee模塊相連，以完成整個系統(tǒng)的通信。