消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统分析

2015-12-13王飞

中国科技纵横 2015年10期

关键词：嵌入式处理器报警

王飞

(中国石油长庆石化公司,陕西西安 710054)

消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统分析

王飞

(中国石油长庆石化公司,陕西西安 710054)

在消防自动报警系统中,基于ARM的无线嵌入式最受重视,是未来消防自动报警系统发展的大方向,蕴含着十分强大的发展空间。基于ARM的消防自动报警系统不能对每一个消防设备进行智能化管理和控制,还能与智能化系统联动来延长设备的使用寿命,使消防设备更加的节能和环保。随着远程操控技术的普及,相信在未来,我们可以更轻松自如的利用消防自动报警系统来实现对消防设备的远程控制。

消防自动报警系统智能化系统联动控制

本文设计的消防自动报警系统采用的是三星公司的ARM9处理器，该处理器的芯片是S3C2440，其构建于开源操作系统Linux上。该系统有一个嵌入式的Web接口，使得移动终端能通过Internet访问管理系统，以便对设备进行远程的监控。在室内，设计了Zigbee模块和GPRS通信模块，以便把传感器上的各种信号传递给ARM9处理器，实现对室内环境的监控。本文把基于ARM的无线嵌入式消防自动报警系统的设计分为总体结构设计、通信模块设计、软件设计和硬件结构设计，这也是本文论述的切入点。

1 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统分析

1.1 系统总体结构的设计

消防自动报警系统由多种子部件组成，在这些子部件的支撑下，该系统才能与外部的智能化系统进行通信，对内部的设备进行监控和管理。总体结构如图1所示。

1.2 系统通信模块的设计

图2 系统软件结构图

图3 系统硬件结构图

图4 嵌入式处理器

系统的通信模块的可分为外部通信模块和内部通信模块。外部通信模块的核心要素是GPRS模块、互联网和终端设备，终端设备通过互联网访问主控制器的IP地址，以实现对设备的远程监控和管理[1]。内部通信模块的核心要素是设备的控制器和信号传输设备，为了环保、美化的需要，本文选取Zigbee作为无线传输设备，省去布线的麻烦。

1.3 系统软件设计

(1)嵌入式系统运行环境的裁剪移植。Linux操作系统的设计主要分两步进行，第一步是初始化控制系统，调用内核参数，对开发板进行U-boot移植，设置Linux系统的内核启动参数；第二部是移除Linux内核的不必要部分。(2)Web服务器的设计。可供选择的Web服务器由：Goahead，mini-Httpd，Appweb，Boa，Apache，Thttpd，Shttpd等。Web服务器的核心处理器，能运行Web服务程序，支持TCP/IP协议，用户通过APP或浏览器就能访问Web服务器，通过相应的操作对家具设备进行远程控制。(3)Main软件功能的设计。Main软件与烟感、温控、摄像头、红外传感器等智能控制端的相连，如果室内的烟雾、温度超过了预先设定的值，Main软件就会发出信号，并在终端设备上反映出来；如果红外传感器监控到有明火，该软件会自行命令相关设备进行喷淋，或者根据用户通过终端设备下发的指令进行其他的处理[2]。设计如图2所示，部分源程序清单如图3所示。

1.4 硬件结构设计

(1)系统的所有硬件结构。本文设计的消防自动报警系统的硬件结构主要有：消防设备门禁传感器等外围设备、Zigbee调节器、GPRS模块、中央处理器S3C2440，电源模块、报警设备、LED显示设备、数据通信设备等，结构如图3所示。(2)嵌入式处理器。三星公司的ARM9处理器是本文设计的消防自动报警系统的处理器(如图4所示)，其核心芯片是S3C2440，除了ARM9处理器本身具备的外设模块外，其芯片也集成了JATG、通信、存储器等模块，使得系统变得更加稳定、可靠[3]。(3)Zigbee模块。Zigbee模块是家庭网关中的网络协调器，常用型号是网峰牌CC2530，其终端处理模块是关于湿度、温度、烟雾、门禁感应器及红外线传感器，负责数据的无线传输和信号的无线通信，可以是通信的起点也可以是终点，并能根据内设的应用软件采取应急措施，以维护组网安全。(4)GPRS通信模块。GPRS通信模块能对图像采集进行采集，并把图像转化为电信号发送给嵌入式系统，实现智能消防设备与网络的有效连接。设计选用GPRS通信模块的型号是M35，尺寸23.6mm×19.9mm×2.65mm，四频GSM/ GPRS，具有尺寸小、工作温度范围宽、抗干扰性能强、功耗低的优势，并支持多个IP地址和Socket。GPRS通信模块能把处理后的信息发送给运动终端，确保用户能对以外情况进行及时处理，实现对设备的实时监控和管理。