在建筑中，电气设备的线路需要布设在墙体中,存在易燃隐患.还存在施工质量有高有低、安装不规范等多种问题。根据相关统计数据电气原因所引发的火灾事故在各种火灾事故中一直占据着很高比例,电气火灾早已成为一种令人闻之色变的事故灾害。

因此对电气火灾进行监控一直是一个重点研究问题。其中在发生接地短路故障时,电流热量不断积聚.在引燃周围物体后,就会造成火灾网。这种方式具备隐秘性、突发性以及随机性等特点,往往很难防范。通过电气火灾智能监控系统能够实现更加全面的电气火灾监控,受到各行各业的推崇,成功帮助各种建筑与场所实现电气火灾的预防与预警。随着建筑规模越来越大,现有的监控系统缺陷越来越明显.为此本文设计了基于无线通信技术的电气火灾智能监控系统,并分析其性能。

1 基于无线通信质评的电气火灾智能监控系统设计

（1）无线通信网络设计

无线通信网络由 ZigBee 主站、ZigBee 从站、总线、上位机单元构成,运行流程如下:ZigBee 主站与总线相连，上位机单元向总线发送信息后,主站会收到发送的信息。而一些监控设备也与总线相连同样会接收到发送的信息并进行处理。ZigBee 主站在收到信息后,会通过无线通信网络向 ZigBee 从站发送信息,由从站向与从站相连的监控设备发送接收信息四。而信息的回送过程则刚好与发送过程相反。其中总线选用的是 485 总线，上位机单元中选用的上位机为 OptiPlex-2x,选用的服务器为 IPC610L 多扩展双千兆网口上位机服务器问。在 ZigBee主站、ZigBee 从站搭建的无线通信网络中，节点使用的 ZigBee 芯片设计具体如下:首先配置高性能的无线收发器与高性能的 CPU 内核.CPU 内核选用的是 32-bit RISC。并在芯片中植入 3 种网络协议栈包括 JenNet,ZigBee,IEEE823.15.2。配置多种数字应用接口,包括 Comparators,DAC,12-bit ADC,PWMTimers,GPIO ,2-Wire Serial(12C),SPI,UARTs,并配置 96K的 RAM 与192K的 ROM。在 ROM 中对成熟底层协议栈进行固化.在 RAM 中对网络协议栈进行固化。*后配置 128-bit 的 AES 加密器件与多个低成本外扩器件.包括 1个串行 FLASH、5 个电容1 个晶振问。ZigBee 芯片作为主控芯片,为节点配置其他单元,完成 ZigBee 节点的设计,具体配置如图1 所示口。

其中供电单元通过电压调节器为 ZigBee 芯片提供 1.8 V 电源。并设计一种 USB 供电方式为其他器件供电。在 USB 供电方式中,选用 LD1117-3.3 V芯片对 USB 的 5 V 电压进行转换,将其转换为3.3 V.在射频单元中.使用的无线射频芯片为CC2541F256芯片上搭载的片载系统为 2.4 GHz Bluetooth。并为无线射频芯片配置一些外部组件,包括 5 通道直接内存访问、红外生成电路等网。

蓝牙单元使用的蓝牙芯片为 BXM 芯片通过该芯片实现 ZigBee 节点之间的通信。为芯片配置接收管脚与 UART串口发送脚。24 MHz 晶振选用的是 TCXO 温补晶振,将其接入 ZigBee 芯片中,通过3225 贴片进行封装。在 ZigBee 协议栈中，使用的ZigBee 协议为 Z-Wave。ZigBee 主站与 ZigBee 从站均由协调器与 ZigBee 节点构成。其中协调器能够构建无线网络.对无线网络的运行进行维护。并发现其他节点想要加入无线网络的请求,具备自动组织的功能网。协调器的工作流程设计具体如下:

1)对 ZigBee 芯片与外设进行初始化处理.

2)对 ZigBee 协议栈进行初始化处理:

3)构建 ZigBee 网络:

4)对缺省参数进行配置:

5)监听 ZigBee 网络,在 ZigBee 网络中接收数据并对数据包进行解析:

6)将数据封装为串口数据包,通过总线向上位机发送数据;

7)在监听 ZigBee 网络的同时对总线进行监听.在总线中接收数据并对数据包进行解析:

8)将数封装为 ZigBee 数据包，通过 ZigBee 网络向 ZigBee 从站发送数据。