CN204029094U - 一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于Zigbee无线传感网络的交互式智能安居系统，其特点是，包括探测器部分、信号调理电路（4）、Zigbee无线网络部分、系统处理器（8）、GPRS模块（11）、服务器（12）及远程监测终端（13）；探测器部分采用外置式，与信号调理电路（4）的主板连接；信号调理电路（4）直接与Zigbee无线网络部分连接，Zigbee无线网络部分与系统处理器（8）的主板直接相连，再通过串口与GPRS模块（11）相连接，GPRS模块（11）通过GPRS网路与服务器（12）相连，服务器（12）通过Internet网络与远程监测终端（13）连接，进而用户及监管人员通过远程监测终端实现对火灾的智能监控；当异常情况发生时，立即向监控部门报警，及早确定火情，将火灾控制和消灭在萌芽阶段，进而减少损失，保障人民群众的生命财产安全。

Description

一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统

技术领域：

本实用新型涉及远程实时在线监控技术领域，具体地讲是一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，即一种基于Zigbee的家庭火灾监测、报警及自动灭火的交互式智能安居系统，主要用于智能家居安防监控系统。

背景技术：

火灾作为危害人类生存的大敌,越来越受到人民的重视，随着高层建筑的不断增多,火灾隐患增加，一旦发生火灾,将对人民的生命财产造成极大的危害。现有监控系统、报警系统大多是基于有线通信，系统安装成本高且施工复杂，系统扩展性能差，自成体系，自我封闭，线路易老化或遭到腐蚀，抗干扰能力差，误报警率高，很难及时准确的确保人民群众的生命财产安全。目前的蜂窝无线移动通信、无线局域网和蓝牙等无线通信技术虽然比较成熟，但尚未在火灾自动报警系统中广泛使用，除了有些技术不适合在火灾自动报警系统中使用外，其中一个重要的原因就是这些无线通信产品价格偏高，且不便于维护。

实用新型内容：

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，主要解决现有的智能安居系统采用的有线通信系统安装成本高、施工复杂、系统扩展性能差、误报警率高及无线移动通信产品价格偏高且不便于维护等问题。

本实用新型的技术方案是，一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，其特殊之处在于，包括探测器部分、信号调理电路、Zigbee无线网络部分、系统处理器、GPRS模块、服务器及远程监测终端；探测器部分包括烟雾传感器、CO传感器、红外线传感器，所述的探测器部分采用外置式，与信号调理电路的主板连接；信号调理电路直接与Zigbee无线网络部分的Zigbee终端节点相连；Zigbee无线网络部分包括Zigbee终端节点、Zigbee路由节点、Zigbee协调器节点，各节点通过Zigbee无线网络相连，Zigbee协调器节点与系统处理器的主板直接相连；系统处理器包含报警器和自动灭火装置，并通过串口与GPRS模块相连接；GPRS模块通过GPRS网路与服务器相连；服务器通过Internet网络与远程监测终端相连。

进一步的，所述的远程监测终端包括PC机、手机。

本实用新型所述的一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统与已有技术相比具有如下积极效果：1、Zigbee技术是一种新兴的短距离低速率低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，其特点是通信可靠高灵活性近距离低复杂度低功耗低数据速率低成本无网络费，主要适合用于自动控制可以嵌入各种设备还可以通过接口卡等多种方式与互联网GPRS网以及其它通信系统线连接从而实现远程操控；2、Zigbee技术具有低成本、低功耗、组网方式灵活、等待时间短、简单易用、覆盖范围广等优点，根据火灾报警系统的要求，相对于其他无线网络技术，Zigbee技术更适合于组建大范围的无线火灾探测器网络；3、利用Zigbee无线传输代替了有线传输这样使得整个房间的布局美观大方，无线的方式比较灵活，不需布线，网络的基础设施不再需要掩埋在地下或隐藏在墙里；此外新节点加入和退出网络都非常方便，避免了重新布线的麻烦，有利于网络的扩充，而不需要大规模的重新布局与规划；4、通过使用热释电红外传感器和离子式烟雾传感器来监测明火的发生，使用CO传感器来监测阴火的发生，通过利用加权值来判断火灾是否发生，这样就降低了家庭火灾报警系统的漏报率且从而提高系统的稳定性和可靠性。

附图说明：

图1是本实用新型的总体架构连接示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施进一步说明本实用新型；所举实施例仅用于解释本实用新型，并非用于限制本实用新型的范围。

实施例1，参见图1，探测器部分包括烟雾传感器1、CO传感器2、红外线传感器3，其中烟雾传感器1采用离子式烟雾传感器，红外线传感器3采用热释电红外传感器，二者用于监测明火的发生，CO传感器2用于监测阴火的发生；烟雾传感器1灵敏度高响应速度快稳定性高，能够探测液化气甲烷等可燃气体和烟雾等，当有烟雾出现的时候，输出的电压增大；当空气中没有烟雾颗粒时，输出电压恢复初始状态；红外线传感器3采用专为火灾探测开发的具有温度补偿的热释电红外线传感器，工作原理是火焰发出的红外线透过遮光板从而引起传感器的阻抗变化；探测器部分采用外置式，与信号调理电路4的主板连接；信号调理电路4主要是把来自探测器的模拟信号变换为用于数据采集、控制执行计算显示的数字信号，并把数字信号送到系统处理器8，信号调理电路4直接与Zigbee终端节点5相连；Zigbee无线网络部分主要包括Zigbee终端节点5、Zigbee路由节点6、Zigbee协调器节点7，其中Zigbee协调器节点7负责网络的建立，并将各个路由器节点发来的数据信息通过系统处理器8、GPRS模块11及服务器12上传到远程监测终端13，然后远程监测终端13再将控制命令通过服务器12、GPRS模块11及系统处理器8下传给各个路由器节点；Zigbee路由节点6负责查询、建立和修复信息包的路由路径并负责转送；Zigbee终端节点5只能加入已形成的网络，可以收发信息，不能转发信息，无路由功能；Zigbee网络采用结构简单、实现方便的星型拓扑结构，不需要大量协调器节点，可降低成本；Zigbee各节点通过Zigbee无线网络相连，Zigbee协调器节点7与系统处理器8的主板直接相连并将探测器采样数据传送至系统处理器8；系统处理器8上分别连接报警器9和自动灭火装置10；系统处理器8是无线通信网络节点的核心部分，主要功能是处理数据、发送数据以及控制流程等，一方面要对数据进行处理和计算，送给GPRS模块11进行发送，另一方面要处理Zigbee协调器节点7接收到的数据信息，对硬件平台其他模块报警器9、自动灭火装置10的操作进行控制；系统处理器8通过串口与GPRS模块11相连接，GPRS模块11性能稳定、价格低廉，具备GSM无线通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息编码方式，通过AT命令来进行控制，数据传输采用短消息方式，GPRS模块11通过GPRS无线网路与服务器12相连；服务器12负责数据的存储及处理，通过Internet网络实现与远程监测终端13的连接，远程监测终端包括PC机14、手机15，进而实现对家居系统火灾的智能监控。

本实用新型所述的一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，工作时，Zigbee无线网络部分的Zigbee终端节点5将采集到的火灾信号通过Zigbee无线网络将信息传递给Zigbee路由节点6，再通过Zigbee路由节点6将信息传递给Zigbee协调器节点7，在Zigbee协调器节点7内将火灾信息进行数据整合，并通过GPRS模块11上传至服务器12，服务器12通过Internet网络上传至远程监测终端13，当Zigbee协调器节点7判断有火灾发生时系统发送报警信息给每个节点开启蜂鸣器产生报警并紧急启动自动灭火装置，并将火灾信息通过短信报警器发送短信告知安保人员及用户，以便安保人员及用户能够及时查看火灾灾情，配合管理中心作出相应处理。

系统的软件设计，当终Zigbee端节点的传感器监测到有火灾信号，就通过Zigbee路由节点向Zigbee协调器节点发送信息，并同时启动系统处理器内置的定时器程序，如果在定时结束后还没有收到Zigbee协调器的回复信息就继续发送原信息；如果收到回复信息则进入监测状态继续监测火灾信号，Zigbee终端节点发送的火灾信号通过Zigbee路由节点将信息发送给Zigbee协调器，Zigbee协调器再发送给系统处理器，系统处理器对于收到的信息进行判断，如果是第一次收到火灾信息，则开启系统处理器定时程序并进入火灾监测计数状态，在设定的时间内，分别收到的烟雾传感器报警的次数、CO传感器报警的次数和热释电红外线传感器报警的次数进行统计，当达到设定的时间后，系统处理器会分别为这三种传感器报警的次数分配一个设定的权值，如果满足下面公式： 

烟雾次数x烟雾权值+CO次数xCO权值+红外线次数x红外线权值≥设定值，此时系统处理器会产生报警信息。如果不满足，则整个系统恢复到初始状态。

Claims (2)

1.一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，其特征在于，包括探测器部分、信号调理电路（4）、Zigbee无线网络部分、系统处理器（8）、GPRS模块（11）、服务器（12）及远程监测终端（13）；探测器部分包括烟雾传感器（1）、CO传感器（2）、红外线传感器（3），所述的探测器部分采用外置式，与信号调理电路（4）的主板连接；信号调理电路（4）直接与Zigbee无线网络部分的Zigbee终端节点（5）相连；Zigbee无线网络部分包括Zigbee终端节点（5）、Zigbee路由节点（6）、Zigbee协调器节点（7），各节点通过Zigbee无线网络相连，Zigbee协调器节点（7）与系统处理器（8）的主板直接相连；系统处理器（8）包含报警器（9）和自动灭火装置（10），并通过串口与GPRS模块（11）相连接；GPRS模块（11）通过GPRS网路与服务器（12）相连；服务器（12）通过Internet网络与远程监测终端（13）相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee无线传感器网络的交互式智能安居系统，其特征在于，所述的远程监测终端（13）包括PC机（14）、手机（15）。