基于nRF2401智能無線火災監控系統設計

　　引言

　　火災監控系統關系到建筑物內人們生命財產安全，在整個智能建筑中，火災監控系統起著相當重要的作用. 傳統火災監控系統無法滿足及時報警的要求.問題主要集中在兩個方面:首先,當建筑物中發生火災時,傳統的火災監控系統容易因為線路損壞而失去效用,在傳統火災監控系統中大量使用的有線通信電纜,極易造成火勢的蔓延,加劇災情;其次,傳統的火災監控系統中探測器分布有限,直接導致火災檢測的可靠性差,容易出現誤報情況,并且無法對整個建筑物進行系統和全面地探測。本文設計了基于nRF2401智能無線火災監控系統設計，該系統可以對建筑物目標區域進行有效的監控，而且監測節點體積小，無需布線，移動、安裝和檢修方便。

　　系統概述

　　監控系統由數據采集控制節點和監控終端組成.在本文中監控系統采用了星型拓撲結構，由一個與計算機相連的無線通信模塊作為系統的監控終端，可以跟監控系統中的任何一個數據采集控制節點通信。數據采集控制節點按照一定的規則分布在建筑物的各個房間或走廊內，負責數據的采集、處理和傳輸，并且對監控終端發來的數據、命令進行分析處理，完成相應的操作。系統結構框圖如圖1所示。

　　圖1 系統結構框圖

　　該火災監控系統采用了星型拓撲結構，采用這種拓撲結構能夠很好地擴展組合，容易增加系統中節點，滿足在建筑物中節點分布的不確定性，可以在建筑物中房間、隔離處放置節點，避免無線干擾和監控區域不確定性的問題。監控終端與數據采集控制節點直接相連,每隔一段時間向數據采集控制節點采集數據,然后進行數據融合, 分析是否發出火災報警信號。在一定程度上降低監控系統的誤報，提高無線火災監控系統的可靠性。若有火災發生則發出報警,同時給數據采集控制節點發出控制指令,啟動滅火設施。

　　系統硬件

　　無線數據傳輸模塊nRF2401

　　nRF2401是挪威 Nordic公司的單片2.4GHz無線收發一體芯片。它將射頻、8051MCU、9通道12位ADC、外圍元件、電感和濾波器全部集成到單芯片中，并采用2.4GHz頻帶和0.18μm工藝，可提供ShockBurst(瘁發)、 DuoCeiver、片上CRC以及地址計算編碼等功能。nRF2401支持多點間通信，最高傳輸速率超過1Mbit/S，比藍牙具有更高的傳輸速度。它采用SoC方法設計，只需少量外圍元件便可組成射頻收發電路。與藍牙不同的是, nRF2401沒有復雜的通信協議,它完全對用戶透明,同種產品之間可以自由通信。更重要的是，nRF2401比藍牙產品更便宜。所以nRF2401是業界體積最小、功耗最少、外圍元件最少的低成本射頻系統級芯片。