[实用新型]无线楼宇节点数据采集系统及利用该系统的火灾监测系统

摘要

无线楼宇节点数据采集系统，以单节点的方式采集所处位置的与火灾相关的多个物理量数据，包括火灾传感器模块、ZigBee模块以及电源模块，其中，火灾传感器模块包括与火灾相关的多个物理量的模块电路，ZigBee模块采用单芯片集成方案，由片上MCU单元、储存单元、I/O接口以及RF收发器组成，电源模块为整体节点的正常运行提供能量，电源模块根据不同节点能耗采取不同的设计方案，分为电池供电和交流供电两个方式，本实用新型还提供了利用所述无线楼宇节点数据采集系统的火灾监测系统，包括所述节点数据采集系统；数据无线传输系统和数据监控中心，本实用新型减少了繁琐的布线，同时又可保证数据安全可靠，适应复杂恶劣的建筑灾难现场环境，具备网络可靠性，及时性和准确性。

主权项

一种火灾监测系统，其特征在于，包括：节点数据采集系统，以单节点的方式采集所处位置的与火灾相关的多个物理量数据，包括火灾传感器模块、ZigBee模块以及电源模块，其中，火灾传感器模块包括与火灾相关的多个物理量的模块电路，ZigBee模块采用单芯片集成方案，由片上MCU单元、储存单元、I/O接口以及RF收发器组成，电源模块为整体节点的正常运行提供能量，电源模块根据不同节点能耗采取不同的设计方案，分为电池供电和交流供电两个方式；数据无线传输系统，基于ZigBee网络和TCP/IP网络，ZigBee网络以协调器节点为中心，其他节点将处理后的采集数据通过无线的方式传送到ZigBee网络，数据最终被送至协调器节点，随后协调器节点通过ZigBee—WiFi网关或串口将数据传送至数据监控中心；数据监控中心，对数据处理和存储，对建筑内情况进行实时监控，并基于设定的报警数值实现异常节点实时告警，并根据异常节点的位置信息，对隐患区域进行及时处理；所述ZigBee—WiFi网关主要由ZigBee模块、WiFi模块、网关控制器模块、显示模块四部分组成，ZigBee模块采用ZigBee协调器，负责ZigBee网络建立和节点数据的收集；WiFi模块采用集成芯片方案，主要负责将数据发送至互联网中；网关控制器模块是ZigBee模块和WiFi模块的桥梁，主要负责将ZigBee模块传送过来的数据通过中转处理后发送给WiFi模块；显示模块通过液晶显示网关配置的整个流程状态，方便用户操作；所述ZigBee模块以CC2530为核心，在设计上分为两种类型，第一种是不加PA的传统ZigBee模块，用于空间相对空旷，对传输距离要求较低的区域，第二种是加PA的新型ZigBee模块，用于需要穿透墙壁或楼层传输，以及对传输距离较远的区域；在第一种类型中，CC2530的硬件外围电路设计包括电源滤波电路的设计，在芯片周围设置去耦电容过滤CC2530供电电源上的高频干扰和芯片对外部电路产生的脉冲干扰，并设置用于滤除低频干扰的电容，以及解决电源与IC引脚间的EMC问题的0Ω电感，同时在引脚与地之间连接56K的高精度电阻，为CC2530的RF模拟电路提供一个偏置电流；采用阻抗匹配电路进行CC2530两个射频端口与单端口天线的连接，并以电容电感组成巴伦电路以实现差分信号转单端信号，第二种类型是在不加PA模块的基础上增加了RFX2401C作为功率放大芯片，通过CC2530的P1.4口和P1.5口分别来控制RFX2401C的RXEN和TXEN端口，RFX2401C芯片外接2个去耦电容，RFX2401C的RF两端分别设计一个阻抗匹配电路，连接天线部分采用π型匹配电路实现，连接CC2530部分采用了巴伦电路进行阻抗匹配，使得RFX2401C两端阻抗均为50Ω。