基于ZigBee的高層建筑無線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)
VH用于維持敏感素子處于與對象氣體(CO氣體)相適應(yīng)的特定溫度而施加在集成的加熱器上,VC則用于測定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的兩端電壓VOUT,當(dāng)傳感器探測到一氧化碳?xì)怏w時(shí),傳感器的內(nèi)阻RS變小,輸出電壓VOUT迅速上升,即一氧化碳?xì)怏w濃度達(dá)到一定程度時(shí),對應(yīng)RS阻值會隨之變化。CO傳感器與終端節(jié)點(diǎn)連接如圖3所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/154154.htm
溫度傳感器采用單總線智能溫度傳感器DS18B20,該器件為單片結(jié)構(gòu)、體積小,外部只有3個(gè)引腳。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比,DS18B20不需運(yùn)算放大器,可直接讀出被測溫度,并根據(jù)實(shí)際要求通過編程來實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)。而且具有微型化、低功耗、高性能、易于微處理器連接和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),即適合與單片機(jī)構(gòu)成智能溫度檢測系統(tǒng)。溫度傳感器與終端節(jié)點(diǎn)連接如圖4所示。
2.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
協(xié)調(diào)器接收數(shù)據(jù)后,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則,判斷是否有火災(zāi)發(fā)生,其外圍電路包括:蜂鳴器電路、狀態(tài)指示燈電路、液晶顯示電路等。
(1)蜂鳴器電路。CC2430的P1.3口輸出的是控制信號,Q1相當(dāng)于一個(gè)電子開關(guān),用于控制蜂鳴器的供電通斷。當(dāng)P1.3口輸出高電平時(shí),Q1飽和導(dǎo)通,LS1通電工作發(fā)出聲響,當(dāng)P1.3口輸出為低電平時(shí),Q1截止,蜂鳴器斷電,停止工作。如圖5所示。
(2)狀態(tài)指示燈電路。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)外圍電路包括兩個(gè)狀態(tài)指示燈,分別用于表示收發(fā)狀態(tài)和火災(zāi)報(bào)警狀態(tài)。CC2430所有的I/O口可單獨(dú)設(shè)置為通用I/O口,或外設(shè)特殊功能I/O口。其中P1_0,P1_1口具備20 mA的電流驅(qū)動能力,為高輸出I/O口,其他I/O口均具備4 mA的電流驅(qū)動能力。因此,采用CC2430的P1_0,P1_1口與兩個(gè)LED燈連接,并在二者之間連接上270 Ω的保護(hù)電阻,發(fā)光二極管低電平有效,當(dāng)I/O輸出為低電平時(shí),LED燈亮。如圖6所示。
(3)液晶顯示電路。采用Nokia3310液晶顯示屏來顯示房間號,報(bào)警上限TH,實(shí)測溫度和CO濃度信息。Nokia3310為84×48點(diǎn)陣液晶屏,工作電壓為3.3 V,其與CC2430的SPI接口相連,如圖7所示,文中采用PCD8544作為其控制驅(qū)動芯片,PCD8544是一塊低功耗的CMOS LCD控制驅(qū)動器,適用于電池供電系統(tǒng),芯片集成了LCD電壓發(fā)生器、LCD偏置電壓發(fā)生器、振蕩器。PCD與CC2430的接口使用串行總線。
2.3 電源設(shè)計(jì)
由于CC2430芯片的休眠模式功耗較低,其供電電壓范圍為2.0~3.6 V,并且兩種傳感器均采用5 V直流電源,因此終端節(jié)點(diǎn)采用2節(jié)干電池供電,并通過AH805升壓穩(wěn)壓器將電壓升至5 V,即數(shù)據(jù)采集部分電源提供3 V和5 V電壓,其中3 V為CC2430芯片供電,5 V電壓為傳感器電路供電。
而協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是無線網(wǎng)絡(luò)的中心,不適用低功耗休眠模式,需要長期供電,協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)采用交流供電方式,電源部分主要由變壓器、整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓管等部分構(gòu)成,輸出電壓為±5 V的直流電壓,再經(jīng)過線性穩(wěn)壓芯片LP2985~3.3 V后輸出3.3 V電壓為協(xié)調(diào)器芯片CC2430供電。其電源原理圖如圖8所示。
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