【正文】 大小 火焰判斷子程序 溫度處理子程序 在沒有任何外加火源作用下，燃料被引燃的溫度稱為燃料的自燃點。當溫度高于自燃點時，燃料便燃燒。燃料不同自燃點便不同，所以在不同的火災(zāi)探測地點所設(shè)置的探測器溫度過高報警的溫度點便不同。 溫度的判斷主要用于火災(zāi)在陰燃或者悶燃狀態(tài)時的判定，在陰燃或者悶燃狀態(tài)時，沒有明火，只是溫度的升高，這種狀態(tài)在火災(zāi)發(fā)生之前可能會持續(xù)一段時間，因此在火災(zāi)還未發(fā)生的時候就探測出溫度的異常并報警，對整個消防系統(tǒng)來說具有很重要的意義。 探測器的溫度被處理為模擬量，范圍為0～10V。系統(tǒng)將實時處理溫度信號，一旦溫度超出其探測范圍要求的最高溫度，節(jié)點將向接收端發(fā)送溫度過高報警信號，以保證盡早消除火災(zāi)隱患。在溫度信號的采集中也選用中值濾波技術(shù)，提高溫度信號處理的準確性。 是否開始A/D轉(zhuǎn)換是否超過預(yù)定溫度發(fā)送報警信號結(jié)束 溫度判斷子程序 數(shù)據(jù)接收端軟件設(shè)計 數(shù)據(jù)接收端時刻檢測是否有信號傳過來，當檢測到傳輸過來的信號時，nRF9E5接收并經(jīng)處理然后通過串口送到PC機的報警界面，當PC接收到后發(fā)送接收信號給采集端，然后采集端停止發(fā)送消息。數(shù)據(jù)接收端也會定時檢測節(jié)點是否有故障，如果有故障則在PC機的報警界面顯示故障節(jié)點。是否是否開始初始化nRF9E5定時檢測節(jié)點是否有接收信號信號傳至nRF9E5處理通過串口傳到PC機報警界面信號接收后發(fā)送收到信號是否有故障在報警界面顯示故障節(jié)點結(jié)束 數(shù)據(jù)接收端程序 無線收發(fā)部分的軟件設(shè)計 nRF9E5使用SPI接口進行單片機與無線模塊間的數(shù)據(jù)傳輸。這部分在nRF9E5片內(nèi)的8051內(nèi)核與nRF905射頻收發(fā)器之間完成。nRF9E5的收發(fā)器有三種工作方式，ShockBurst接收（RX）方式、ShockBurst發(fā)送（TX）方式和空閑方式。當收發(fā)器在空閑方式下，微控器依然在運行。nRF9E5收發(fā)器的工作方式由特殊功能寄存器TRX_CE和TX_EN決定，具體見表51所示。表51 TRX_CE和TX_EN工作方式 TRX_CETX_EN工作方式0X空閑方式10ShockBurst RX11ShockBurst TX nRF9E5使用Nordic VLSI公司的ShockBurst的特性，進行高速的數(shù)據(jù)傳輸。與射頻數(shù)據(jù)相關(guān)的協(xié)議由nRF9E5片內(nèi)的nRF905收發(fā)器自動處理。nRF9E5只用簡單的SPI接口便能進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣热Q于SPI接口的速度，這個可以在nRF9E5片內(nèi)8051內(nèi)核中進行配置。ShockBurst實現(xiàn)低速數(shù)據(jù)輸入，高速數(shù)據(jù)輸出，從而降低了系統(tǒng)的平均能耗。在ShockBurst接收方式下，當收到一個有效地址的射頻數(shù)據(jù)包時，地址匹配寄存器位（AM）和數(shù)據(jù)準備好寄存器位（DR）通知片內(nèi)MCU把數(shù)據(jù)讀出。在ShockBurst發(fā)送方式下，nRF9E5自動給要發(fā)送的數(shù)據(jù)加上前綴和CRC校驗。當數(shù)據(jù)發(fā)送完后，數(shù)據(jù)準備好寄存器位（DR）會通知MCU數(shù)據(jù)已經(jīng)處理完畢。當系統(tǒng)沒有發(fā)送和接收任務(wù)時，其進入空閑方式。nRF9E5在空閑方式下，一旦有任務(wù)要處理時，其能夠在很短的時間內(nèi)就進入ShockBurst接收方式和ShockBurst發(fā)送方式。空閑方式下，晶體振蕩器依然工作，配置字中的內(nèi)容不至于丟失。 發(fā)送子程序 ShockBurst工作在發(fā)送方式時，CPU接口引腳為CE，CLK1和DATA當CPU請求發(fā)送數(shù)據(jù)時，置CE為高電平，此時將接收機地址和有效載荷數(shù)據(jù)送入nRF905，置CE為低電平激活ShockBurst發(fā)射。 接收子程序ShockBurst工作在接收方式時，CPU接口引腳為CE，DR1，CLK1和DATA。當正確設(shè)置射頻包輸入載荷的地址和大小后，置CE為高電平可激RX。此后nRF905監(jiān)測信息輸入，若收到有效數(shù)據(jù)包，則給MCU一個中斷并置DR1為高電平，以使MCU以時鐘形式將有效載荷數(shù)據(jù)取走，待系統(tǒng)收到全部數(shù)據(jù)后 nRF905再置DR1為低。此時如果CE保持高電平，則等待新的數(shù)據(jù)包。若CE置低電平，則開始其它工作流程。否是否是是否是否檢測字頭和地址信息nRF9E5處于ShockBurst 接收狀態(tài)地址正確接收數(shù)據(jù)并進行CRC校驗CRC校驗正確置DR1或DR2為高CPU取走數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)取完置DR1或DR2為低 是否是否是否CPU加載地址和數(shù)據(jù)nRF9E5處于ShockBurst 接收狀態(tài)計算CRCCE=低加載字頭發(fā)射ShockBurst包數(shù)據(jù)發(fā)完？ ShockBurst 發(fā)送的流程圖 ShockBurst 接收的流程圖 通訊協(xié)議nRF9E5采用自主協(xié)議，這在協(xié)議的指定方面有很大的靈活性，為了保證數(shù)據(jù)傳送的完整性，如何定義通訊協(xié)議成為一項重要的事情。在本系統(tǒng)中，為了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂蓴U展性方面考慮，采用的基本協(xié)議格式如下起始符前綴設(shè)備地址數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)塊CRC 校驗結(jié)束符起始符是傳輸數(shù)據(jù)包的起始標記，取值為16進制數(shù)7EH。起始符的長度為1個字節(jié)。前綴是數(shù)據(jù)傳輸類型的區(qū)別標記。前綴長度為1個字節(jié)。設(shè)備地址是每個傳感器節(jié)點的地址，上位機可根據(jù)設(shè)備地址的不同確定火災(zāi)發(fā)生的地點。其長度為一個字節(jié)。數(shù)據(jù)長度根據(jù)數(shù)據(jù)量的不同，設(shè)定數(shù)據(jù)長度。其具有很大的擴展性。數(shù)據(jù)塊根據(jù)檢測數(shù)據(jù)長度的大小來檢測數(shù)據(jù)塊的具體值。其最大可255個字節(jié)。CRC 校驗在協(xié)議中采用 CRC8校驗方式。CRC8（即 CCITT8）校驗采用多項式編碼方法。被處理的數(shù)據(jù)塊可以看作是一個n階的二進制多項式，由t(x)=an1xn1+an2xx2+…+a1x+a0。采用CRC8校驗時，發(fā)送方和接收方用同一個生成多項式g（x）=x8+x5+x4+1, 發(fā)送方以g(x）去除t(x），得到余數(shù)作為CRC校驗碼。校驗時，以計算的校正結(jié)果是否為0為據(jù)，判斷數(shù)據(jù)幀是否出錯。CRC8校驗可以100％地檢測出所有奇數(shù)個隨機錯誤和長度小于等于8的突發(fā)錯誤。CCITT規(guī)定，CRC8在計算校驗值時，采用低位先行的假設(shè)進行計算。結(jié)束符是傳輸數(shù)據(jù)包的結(jié)束標記，取值為16進制數(shù)7DH。結(jié)束符的長度為1個字節(jié)。本協(xié)議采用交互式應(yīng)答方式工作。若發(fā)現(xiàn)通訊有錯，應(yīng)進行命令重試，重復(fù)三次仍不對，控制終端報警。 6結(jié)論本文研究的無線紫外火焰探測系統(tǒng)是對電子科技大學機械電子工程學院智能機電系統(tǒng)工程實驗室自主研發(fā)的ZJM6火焰檢測器的一個具體應(yīng)用。本論文具體實現(xiàn)對整個無線火災(zāi)報警系統(tǒng)進行了設(shè)計。系統(tǒng)以嵌入增強型51單片機內(nèi)核的單片射頻收發(fā)芯片nRF9E9為核心，采用紫外火焰探測器ZJM6，應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)及計算機技術(shù)，實現(xiàn)火焰和溫度數(shù)據(jù)的采集和短距離無線傳輸并報警的功能。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，主要由兩大部分構(gòu)成：一部分為與火焰探測器相連的數(shù)據(jù)采集端模塊的設(shè)計，以一片nRF9E5無線收發(fā)芯片為核心，外加一片CPLD來處理探測器的頻率信號，完成對探測器采集信號的處理。另一部分是接收節(jié)點的設(shè)計。由一片 nRF9E5無線收發(fā)芯片作為主控芯片，通過RS232等接口模塊，完成火災(zāi)信號的無線接收和上傳功能。該火災(zāi)探測系統(tǒng)系統(tǒng)電路簡單，性能穩(wěn)定，體積小、功耗低、配置靈活、抗干擾能力強，可靠性高，搭建方便，易于擴展，室內(nèi)實際發(fā)射距離約30米。經(jīng)過軟件進行控制后，其能耗和傳輸距離可進一步提高，因此本系統(tǒng)適用于在短距離對火焰的監(jiān)測，有廣闊的應(yīng)用前景。本系統(tǒng)只在實驗室進行了調(diào)試，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕竟δ埽唵蜗到y(tǒng)的響應(yīng)時間和誤報率進行了測試，但對系統(tǒng)的一些低功耗和節(jié)點增多時的誤差率并沒有具體測試。而且該系統(tǒng)的研究還存在一些問題，諸如環(huán)境溫度、安裝條件等造成的測量誤差都沒有測試。參考文獻[1] 武玉澤,2004,1(2)：1619[2] 《火災(zāi)報警控制器通用技術(shù)條件》(GB471793)[S]. 1994.[3] 王英洲,2004,4(4):1316.[4] 戴曉華，王智，蔣鵬，夏鋒，孫優(yōu)賢。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能信息處理研究. 傳感器技術(shù)學報,2006,19(1):5760[5] Ren HaiNing, Lin sensor networks. Journalof Software, 2003: 11481157[6] 于海濱,。北京：科學出版社，2006,522[7] [8] 李文仲,：北京航空航天大學出版社，2006，94198[9] ：高等教育出版社，2005,213265[10] 孫利民,李建中,陳渝,：清華大學出版社，2005,325[11] Sameer Tilak, Nael B. AbuGhazaleh and Wendi Taxonomy of Wireless MicroSensor Network Models. ACMMobile Computing and Communications Review，6(2), 2002: 18.致謝論文完成已是2007年的6月，一學期的努力和奮斗終于臨近收獲，大學四年的學習也將等待最后的驗收，我的內(nèi)心感到無比的激動。本文主要闡述了無線紫外火災(zāi)探測系統(tǒng)的簡單設(shè)計，在這個設(shè)計的編寫過程中我慢慢地對信息的無線傳輸產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)習慣于關(guān)注高新技術(shù)在自動化領(lǐng)域帶來的一系列機遇和挑戰(zhàn)。本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產(chǎn)品，沒有導師的指導和贈予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學的學術(shù)成長肯定會大打折扣。當我寫完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的導師彭賦，對我的構(gòu)思以及設(shè)計的內(nèi)容不厭其煩的進行多次指導和悉心指點，使我在完成設(shè)計的同時也深受啟發(fā)和教育。在這最后的一個學期入學伊始，我就在彭賦老師的指導下撰寫畢業(yè)設(shè)計。彭賦老師以其廣博的專業(yè)知識，兢兢業(yè)業(yè)的工作作風、嚴謹求實的治學精神和敏銳的洞察力，悉心指導我在學習、工作和生活道路上成長。我在設(shè)計撰寫期間取得的每一點進步都與彭老師的關(guān)懷密不可分，令我終生難忘。與此同時，我周圍的同學如徐文軍、建艷龍等也都給了我很多的幫助，在此一并表示感謝。再次由衷感謝答辯組的各位老師對學生的指導和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價值！第35頁 共3