基于ZigBee的智能家居火灾报警系统.doc

摘要：伴随着时代的进步，高层大型建筑物如雨后春笋般拔地而起,室内的火灾问题也不容小觑。每年全国各地发生的火灾数量和给人们造成的损失都呈逐年上升趋势，于是，火灾报警系统是保护人生安全和财产必不可少的一部分。而国内现状的报警系统主要是采用总线型报警，这种报警方式容易受到外界环境因素的影响，从而会发生一些误报或者漏报火灾的情况，而且出现问题后维修的费用很高。随着近年来ZigBee技术突飞猛进的发展，它实现了无线型火灾报警。这种网络化的无线火灾报警系统不仅成本低廉、容易安装、很稳定，还具有短时延和数据传输远的优点。ZigBee相比于其他的无线传输来说更适合于火灾报警，比蓝牙传输距离远，比WiFi造价低便宜功耗小。

本设计采用的控制芯片为CC2530，使用Z-Stack协议栈作为协议平台，构成由一个主机和一个从机组成的小型ZigBee网络系统。从机上的传感器对环境参数进行采集，将采集到的温度、湿度和烟雾浓度数据通过ZigBee无线传输到主机，然后主机通过串口把从从机上接收都得数据传到上位机，上位机用C#编写，显示主机传过来的数据，并可以设置数据的上下限，超出限制会报警，并把设置的值传给主机，超出限制，主机设备上的LED灯闪烁、蜂鸣器鸣叫，从而通知家人发生火灾。

关键词   ZigBee技术；智能家居；火灾报警系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究背景与意义-1

1.2 智能家居-1

1.3 火灾报警系统国内外现状-1

2 ZigBee的技术概述-3

2.1 ZigBee技术的起源-3

2.2 ZigBee技术的特点-3

2.3 ZigBee协议规范-5

2.4 ZigBee技术的拓扑结构和设备类型-8

3 系统总体方案设计-11

3.1 火灾报警的功能-11

3.2 火灾报警系统整体设计方案-12

3.2.1 从机的设计-12

3.2.2 主机的设计-13

3.2.3 上位机系统设计-14

4 系统硬件设计及分析-14

4.1 烟雾传感器电路设计-15

4.2 温湿度传感器电路设计-17

4.3 CC2530电路设计-18

4.3.1 外设、时钟和电源管理相关模块-19

4.3.2 无线设备-19

4.3.3 CC2530最简系统-19

4.4 声光报警电路设计-20

4.5 串口通信设计-21

4.6 电源电路-23

5 软件系统设计-24

5.1 软件系统设计方案-24

5.2 Z-Stack协议栈介绍-25

5.3从机节点软件设计-28

5.3.1温湿度传感器模块程序设计-29

5.3.2烟雾浓度传感器软件设计-30

5.4 主机程序设计-30

5.5 IAR编程简介-31

5.6 上位机程序设计-32

6系统的调试-33

结论-37

致谢-38