基于nRF401芯片的多路消防栓無水監測系統設計

消防給水系統是火災控制重要設備，它能否正常發揮作用關系著人們的生命財產安全。但在實際應用中，常出現消防栓被遮掩、水壓低等情況，更嚴重的是閥門誤操作或管道漏水造成消防栓無水。一旦發生火災，打開消防栓龍頭無水，消防人員和群眾無法及時撲滅火災，會使火災嚴重程度升級，造成生命財產重大損失。為此，不但要建設一個完善的消防給水系統，更重要是要確保該系統的正常運行，有一個正常的給水壓力。針對這種情況，本文設計介紹一種消防給水系統水壓是否正常的檢測系統，用于檢測消防給水系統水壓是否正常，并給出顯示和報警。

1 系統組成
該系統由微機、通信處理模塊、單片機消防栓信息采集模塊等三大部分組成。系統的組成如圖1所示。

上位機由PC機構成，位于整個系統的最上層，主要負責控制和管理整個系統中的所有通信及對收集到的各個模塊的數據進行處理。
通信處理模塊由控制W77E58單片機構成。一方面通過RS 232接口總線與上位機通信；另一方面利用無線通信芯片nRF401與消防栓信息采集模塊通信。
單片機消防栓信息采集模塊，用單片機AT89S51實現對消防栓信息采集和對無線通信芯片nRF401收發功能的控制。

2 系統的硬件設計
2．1 通信處理模塊
通信處理模塊電路如圖2所示。該模塊由于要使用兩個串口分別對上層和下層通信，因此主控制器使用華邦公司的W77E58單片機。

W77E58單片機內含兩個增強型串口和32 KB大容量FLASH存儲器。指令集與51系列單片機完全兼容，非常適合在智能化監控系統中使用。W77E58的連線非常方便。電路所需要的外部元件僅僅是一個晶振加兩個電容驅動片內振蕩器、一個連接到復位腳的電阻、電容。使用片內上電復位電路，XTAL1，XTAL2是參考振蕩器端，晶振頻率為11．059 MHz。其中串口0通過RS 232總線接口與PC機相連，串口1則負責連接無線通信芯片nRF401。W77E58自帶有看門狗定時器，此定時器是一個獨立于CPU自行運行的定時器，系統可通過編程將其設置為系統監控器，時基發生器或事件定時器。因為單片機的信號電平符合TTL／CMOS標準，PC機的串口典型的RS 232信號在正負電平之間擺動，因此需要MAX202芯片實現電平的轉換。