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1、东北大学秦皇岛分校大学生科技创新基金项目申请表项 目 名 称 ：基于无线传感器网络（WSN）的火灾自动报警系统项 目 负 责 人： 段飞 系 年 级 专 业： 电子信息 08届 通信工程 联 系 电 话 ： 电 子 信 箱 ： 指 导 教 师 ： 高军 指引教师所在系： 电子信息 指引教师联系电话： 填表日期： 年9 月8 日项目名称基于无线传感器网络（WSN）的火灾自动报警系统申请经费5000起止时间 .10 .8申请团队状况核心成员姓名年级所在系专业联系电话E-MALL段 飞08届电子信息 通信工程柏森森08届电子信息 通信工程黄 菲08届电子信息 通信工程预备成员唐 汨08届电子信息 通
2、信工程指引教师状况姓名高 军职务职称讲师电话E-MALL一、申请理由 我们的项目是基于无线传感网络（WSN）的新型火灾报警系统，因其项目的对多种有关硬件的规定，因此需要一定的资金支持，特此向东北大学秦皇岛分校大学生科技创新中心提出科技创新基金的申请。火灾导致的损失是无法估计的，特别是在科技高速发展的今天，人类始终尝试着用多种科学合理的措施来避免火灾。老式的火灾报警系统因其存在的多种局限导致各方面的问题，例如：线路易损， 故障发生率高，误报率和漏报率高，耗材多，前期施工与后期维护复杂。目前的无线通信技术处在飞速发展中，于是我们想到了无线传感与老式火灾报警结合的措施。在各类短距离无线通信技术中，Z
3、igBee拥有相称大的优势。其价格低廉，低功耗，采用高档加密原则(AES 128) 的对称密码而具有高安全性，受到业内的欢迎。现已有TI公司的CC2430等芯片整合了业界领先的2.4G ZigBee RF收发机CC2420以及工业原则的增强型8051MCU的卓越性能。CC2430芯片上系统（SoC）是高度集成的解决方案，仅需很少的外置元件，且所选用元件均为低成本型，可支持迅速、便宜的ZigBee节点的构建。这使融入了ZigBee新技术的火灾报警系统，在实现老式系统功能的基本上解决了上述缺陷，同步增长了许多新的功能。例如：实现救援人员及被困人员定位。我们的系统不仅可以替代既有老式的火灾报警系统，
4、并且可以在特殊的场下合应用，具有广阔的市场和强大的生命力。中国是一种历史文化古国，历史的积淀留下了诸多的珍贵的文化遗产，古建筑就是其中重要的一种部分。然而，这些贵重的建筑都是以木质构造为主，它的“防火”保护受到了极大地挑战。然而老式的火灾报警系统需要穿墙布线，无法合用于古代建筑。随着社会的发展，人们的安全意识逐渐提高及火灾的原则提高，诸多的装修完善的建筑存在着严重的安全隐患，因此构建一种合格的火灾报警系统是迫在眉睫的；尚有诸多需要临时性的火灾监控的场合，以便简朴的火警系统的构建将会非常重要鉴于此，我们需要提供一种安全、精确的火灾报警系统。我们的项目完全可以胜任以上的特殊场合火灾的避免与监测。因
5、此，我们的项目具有绝对的优势。项目目前还处在初期阶段，我们需要硬件模块来学习和调试，并尽快开始下一阶段的进一步学习。而我们的队员，都曾经在创新实验室学习过一段时间，当时虽然重要学习单片机，但此段经历使我们对此后的学习打下了基本，面对问题更加胸有成竹。我们对此项目布满了信心。下面简朴简介一下各队员的状况，段飞同窗对无线网络始终非常感爱好，精通C#编程并且制作了上位机软件。有着夯实的单片机基本，运用单片机结合无线收发模块制作了无线测距系统。黄菲同窗是一种很容易交流和协同的队员，英语阅读能力很强，并且具有夯实的理论基本可以使我们避免诸多不必要的错误。柏森森同窗精通C语言编程，对无线通信、数字信号解决
6、、图像解决等方面爱好浓厚，平时爱好读书、研究先进技术，有着很强的学习能力和创新精神。唐汨同窗思维活跃，擅于收集及整顿各方面资料，曾做过远距离红外探测系统方面的研究。能较好地发现并解决问题，可以有效地提高整个团队的合伙效率。二、立项背景 火灾是一种受到国内外普遍关注且发生频率较高的灾害，随着国内社会经济的迅速发展，建筑物内的用电设备、煤气设备等火灾隐患越来越多。加之人口密度的越来越大，近来重大火灾事故有多发频发的迹象，几乎每次火灾都带来严重的人员和财产损失。因此，有关火灾的避免、监测工作也越来越受到了人们的关注。火灾自动探测报警系统是建筑自动化系统中重要的构成部分，它运用多种探测器来检测火情，对
7、火灾的发生进行及时精确的报警，并控制多种灭火设备进行自动灭火和有关设备进行联动控制。是将火灾遏制在萌芽状态的重要设备，是实现消防结合，避免为主的消防重要手段。老式的火灾自动报警系统虽然已经遍及于全国各地，但其缺陷亦不容小觑。老式的火灾自动报警系统存在的缺陷：1、施工周期长、耗材多，投资高、后期维护保养困难。2、故障发生率高、误报率和漏报率高。3、各传感器串联在一条线上，当发生火灾时，线路会成为最单薄的环节。一旦线路浮现故障，这一线路上的传感器将无法工作，失去火灾监测能力。4、不能在火灾发生过程中对现场进行监测5、特殊场合无法使用（故宫博物院）随着电子技术的飞速发展，新一代的火灾自动报警系统的实
8、现成为也许。ZigBee作为当今的无线传感器网络（WSN）的一部分，以其低功耗，低成本，低复杂度等特有的优势变化着整个无线传感器网络（WSN）。ZigBee与单片机完美结合可以构建新一代的火灾自动消防系统，解决了老式火灾自动报警系统中的多种问题，并且存在如下诸多长处：1、 不需要与建筑施工同步，使施工周期缩短，后期维护等也变得更为简朴。2、 无需布线，运用ZigBee构成的无线网络，数据可以进行多路传播，同步信号的途径探测功能使信道在部分受损的状况下，系统仍维持工作。3、 运用ZigBee定位功能，可以完毕现场搜救人员跟踪、被困人员定位功能。从而实目前火灾发生过程中对现场监测。4、 很容易运用
9、在上述老式系统不便的场合。 此火灾自动报警系统是一项很有发展前景的项目。三、项目的特色与创新之处该项目将目前电子技术完美结合，运用ZigBee和单片机构成的新一代火灾自动报警系统，不仅可以实现原有老式火灾自动报警系统的功能，解决了本来系统安装使用过程中的诸多问题，并且在原有的基本之上增长了实用的新功能。1 、老式火灾自动报警系统由于是多种传感器串联在一条线路上，当线路某一点浮现故障时，整个线路上的传感器将失去检测信号的能力。而基于ZigBee的新一代火灾自动报警系统，由于是它是一种网络系统，可以有多条链路传播数据，当某一条链路浮现故障时，ZigBee可以选择一条完好的链路传播信号，而不至于由于
10、某一条或某几条线路浮现故障而导致整个网络的瘫痪失效，从而极大的减少了系统的误报和漏报。2、由于老式火灾自动报警系统前期施工时往往需要在墙壁上穿孔布线，然而在某些特殊场合（例如古建筑等）穿孔布线往往是不被容许的。基于ZigBee的新一代火灾自动报警系统是基于新一代无线通信的基本之上的火灾自动报警系统，无需穿孔布线，解决了这些特殊场合的火灾防御问题。3、基于ZigBee的新一代火灾自动报警系统不仅可以实现传感器的定位，并且可以实现救援人员的定位，当发生火灾时，救援人员携带具有传感器的终端进入火灾现场，运用RISS定位救援人员的位置，以便救援管理，有助于救援的开展，最大限度的减小火灾带来的损失。这是
11、老式火灾自动报警系统无法企及的。4、由于基于ZigBee的新一代自动报警系统不需要与建筑施工同步进行，并且后期的维护相对于老式的报警系统更为简朴，这样能缩短施工周期并大大减少成本。四、实行方案本项目估计共需要240天完毕，如下为具体实行筹划：第一阶段 30天 资料收集与项目论证。第二阶段 60天 充足运用学校多种资源，进一步学习ZigBee合同，掌握其组网知识，得出组网的整体框架构造。第三阶段 30天 硬件组网与网络的优化。第四阶段 60天 软件的编写，涉及ZigBee项目程序和系统上位机程序。第五阶段 60天 系统综合测试。第六阶段 - 项目验收。 五、项目研究预期成果 项目的最后成果涉及如
12、下几种部分： 1、网络系统，组建一种ZigBee火灾自动报警网络系统，该网络系统是由PC机、协调器、路由器、具有传感器和报警器的无线终端及具有可定位的手动报警器构成。终端传感器为温度传感器、CO传感器及烟雾传感器等，该网络系统可以将终端传感器采集到的数据实时发送到控制台系统。 2、控制台系统，编写一控制台系统，该控制台可以实现对整个网络系统进行实时监控，可以显示各个终端传感器采集到的数据及终端的位置，当某一监控数据超过阀值时可以发出报警信号，并可以高亮显示传出该数据的终端。可以设定终端传感器触发报警的阀值，并且可以将采集到的数据存入数据库中，可以实现后期的数据调用。 3、定位系统，通过ZigBee火灾自动报警系统网络实现对具有传感器的终端及进入网络覆盖范畴的携带终端设备的移动设备进行实时定位，并通过网络系统将数据传播到控制台系统。4、其她：1）当某一项指标超过设定的阀值时可以触发终端报警器报警并启动继电器；2）模拟网络系统中某一条链路浮现故障时传感器数据的传播；3）当按下手动报警器时可以通过网络系统将报警信号传播到控制台系统触发报警并高亮显示该手动报警器终端。六、指引教师意见 签名： 年 月 日七、系意见 签名盖章： 年 月 日八、专家委员会意见 签名盖章： 年 月 日九、学校意见 签名盖章： 年 月 日
基于无线传感器网络(WSN)的火灾自动报警系统
