基于无线物联网和nloran技术的分布式火灾检测
报警系统设计
摘要
在现代社会和人们日常生活中，火灾始终都是可能会发生最大、风险性最
强、及公民群众生命财产安全的最大和可能性的两种自然事件。特别是随
着我国现代城市化建设进程和步伐的推移而加快，我国已经修建或正在规划
中的各类功能性建筑物在居民区中所处的地位占据的比重越来越大,由此造
成的防火系统在设计、安全对策、应急预案等各个方面都出现了诸多的问题,
这些都引起了我国政府及其他相关的技术监管部门的广泛重视。然而,目前小
区火灾报警控制系统仍然存在着信号检测（包括烟雾检测或气体浓度检测）单
一、灵敏性低、投资成本高、维修困难、统一管理困难、扩容困难等问题。
笔者从其自身安全设计的根本角度考虑出发，研究并设计开发了一种基
于无线物联网和nloran等技术的无线安全火灾监测报警系统自动化安全监控
管理系统。该管理体系的组织结构管理可以大致地划分为两个部分:一是基础
组织结构与上层组织结构。底层的主要控制部分装置包括无线复合网络火灾
警报探测器，路由控制节点,协调联动网络控制节点与无线联动网络控制节点
装置。所有节点模块都是使用cc2530来做控制单元。为了使软件更好的方便
地进行调试和下载,在软件中需要设计并安装一个有无线和网络上的功能模
块。复合火灾探测器可以检测到的温度信号、co浓度和烟雾气体的浓度，通过
lora无线网络直接传输给协调节点,再通过can总线技术将协调节点传输给上
位服务器。上层建筑大多是由服务器或者客户端等组成。服务器对系统进行
维护与管理。使用模糊神经网络算法,可以提升火灾初期判别的准确率。火灾
被确认后，将所有的火灾信息保存在mysql数据库中，并开始启动与火灾有关
的联动和控制装置。客户端可以设置监视器的自动化功能和房间内的历史资
料查询功能，方便用户查询各个房间的监视数据和历史纪念，显示正常运行状
态信息和报警消防信息。
关键词：火物联网；火灾检测报警；LoRa;串行口通信；传感器
目录
摘要1
—、绪论1
1.1研究背景与意义1
1.2国内夕卜研究现犬2
1.2.1国内研究现状2
1.2.2国外研究现状2
1.3研究内容和方法4
二、分布式火灾检测报警系统的总体设计5
2.1分布式火灾检测报警系统的结构6
2.2分布式火灾检测报警系统硬件结构7
2.2.1无线火灾报警控制底层系统设计架构7
2.2.2外围电路设计8
2.2.3无线下载电路设计9
2.2.3连接电路设计9
2.2.3复合式火灾探测器设计10
2.2.4供电电源设计11
2.2.5调理电路设计12
三、分布式火灾检测报警系统软件设计13
3.1通信协议设计13
3.1.1LoRa无线通信协议13
3.1.2CAN总线通信协议15
四、分布式火灾检测报警系统仿真15
4.1分布式火灾检测报警系统仿真方法15
4.2分布式火灾检测报警系统仿真结果18
参考文献19
—、绪论
1.1研究背景与意义
在当今社会人们日常生活中，火灾始终都是可能会发生最大、风险程度最高、威胁到公民
群众生命财产安全的重大自然灾害。通过对比近年国内外的公寓以及高层住宅楼等发生重大
火灾后可能造成的人员伤亡事故情况，我们不难看出这次火灾对于整个人类的影响是严重而
又值得国家社会各界关注。因此在我们无法有效地预防各类火灾事故的条件下，就需要通过
设计一套更加成熟且经济实用的无线火灾报警监测控制系统，从而减少各类火灾事故发生后
可能造成的威胁，将其损失程度降到易氐。
国内无线设备火灾灾害报警数据控制通信系统仍然主要是泛指采用有线的通信方式与
无线设备进行各种数据通信传输或者通讯，通常指的是无线采用位在rs-485总线与r-can总线
之间的数据通信连接方式。而且由于这些火灾预报探测器往往都只是直接采用了单一的数字
信号进行采集或者也就是采