基于WSN的火灾报警系统设计

摘?? ?要 无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由大量微型传感器节点组成的一个自组织无线通信网络系统。火灾监测系统是实现火灾早期预警、及时进行火灾扑救的有效手段。利用无线传感器网络技术进行火灾探测已是消防安全领域一个新的研究方向。 本文针对此主要做了以下工作： 一、简介火灾探测技术的发展过程，分析无线传感器网络技术原理及其应用研究前景； 二、介绍了TinyOS系统和nesC语言，分析了其组件和实验平台。 三、研制了一种基于无线传感器网络的智能火灾监测系统，对该系统的实现方案进行详细论述：首先是多参数无线火灾探测器硬件设计，无线数据收发模块采用符合IEEE802．15．4标准的CC2420芯片，通过高速、低功耗的ATmegal28微控制器进行数据处理，探测器集成了温度、湿度传感器和光电型烟雾传感器， 最后，对研制的火灾监测系统进行了测试实验。 关键词：无线传感器网络、火灾、TinyOS、nesC目??? 录摘??? 要??? I1 绪论??? 11.1 课题研究背景??? 11.2无线传感器网络??? 11.2.1 无线传感器网络简介??? 11.2.2 无线传感器网络体系结构??? 21.3 无线传感器网络的应用??? 31.3.1 军事应用和环境科学??? 31.3.2 医疗健康和空间探索??? 51.4本文主要结构??? 51.5 本章小结??? 52? TinyOS系统及nesC语言??? 62.1 TinyOS简介??? 62.1.1 TinyOS及nesC语言简介??? 62.1.2并发模型（Concurrency Model）??? 72.2组件组合与无线通信??? 82.2.1 IntToRfm:发送消息组件??? 82.2.2 IntToRfmM：实现网络通信??? 102.2.3 GenericComm 网络堆栈和RfmToInt 组件??? 112.3 熟悉TinyOS系统实验??? 122.4 本章小结??? 133 无线传感器节点的硬件设计??? 143.1 节点硬件结构??? 143.2 WSN通信节点??? 153.3 光电型烟雾探测模块??? 183.3.1 光电感烟原理??? 183.3.2 光电型烟雾探测模块的构造??? 193.3.3 光电型烟雾探测模块的电路??? 203.4 温湿度传感器模块??? 213.5 传感器节点的工作流程??? 224 无线火灾检测系统??? 244.1 火灾监测系统体系结构??? 244.2 火灾报警??? 245 程序的加载和监测结果显示??? 265.1 nesC程序的编译及程序的加载??? 265.1.1 nesC程序的编译??? 265.1.2 二进制代码的加载??? 264.2 监测结果显示??? 265.2.1 串口数据读取及有效载荷的抽取??? 265.2.2 数据解码部分??? 285.2.3 无线传感器网络监测平台软件设计??? 295.3 本章小结??? 315总结与展望??? 325.1 总结??? 325.2 展望??? 32致谢??? 33参考文献??? 34 本文主要结构 第一章:单介绍无线传感器网络的由来和体系结构，并介绍了其在各方面的应用。 第二章:无线传感器网络使用的TinyOS系统及nesC语言进行了一个简单的介绍，并简单描述了为熟悉TinyOS系统所做的实验。 第三章:无线传感器节点的设计。 第四章:程序的加载和拓扑化图形的显示。 第五章:总结及展望。