[摘要] 蓝牙技术作为近距离无线通讯方式的重要替代技术,具有广阔的应用前景。本文针对大型商场的特点,结合现行自动化消防系统的实际应用需求,提出了一种应用蓝牙技术实现大型商场自动化消防系统的模式,该系统与现行商场自动化消防系统相比具有更多的优越性。
[关键词] 蓝牙技术大型商场自动化消防
近年来,随着我国经济的快速发展和市场经济的繁荣,大型商场如雨后春笋般在城市中出现,由于这些大型商场营业面积大、体量大、人员流动大,使得大型商场的自动化消防系统面临着巨大的挑战,应用新技术调整系统结构事在必行。
一、蓝牙技术概述
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,其宗旨是提供一种短距离的无线传输应用技术。它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。本世纪初以来,著名的信息业界巨头微软、摩托罗拉、朗讯大力推广蓝牙技术,从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界开发了一大批蓝牙技术的应用产品,使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景,并预示着将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。在自动化消防系统中采用蓝牙技术实现无线传输,具有其他技术无法比拟的优势。
蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,该层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件;基带负责跳频,以及蓝牙数据和信息帧的传输;链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。
中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其他各层协议实现的基础;服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性;串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能;电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。
在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;使得整个系统之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。
总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其他无线设备的干扰。
二、自动化消防系统的含义及存在问题
自动化消防系统是一种能够及时发现和通报火情,并采取有效措施控制和扑灭火灾而设置在建筑物中或其他场所的自动消防设施,自动化消防系统是大型商场消防设施的重要组成部分,其主要作用是对火灾进行早期报警,同时具有对消防设备进行控制、引导人员疏散、传递灭火活动信息等功能。自动化消防系统是由感应触发装置、火灾警报装置,以及其他装置和联控设备组成的,它的基本原理是:能在火灾初期,将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量,通过火灾探测器变成电信号,传输到火灾报警控制器,经过控制器的综合处理,产生若干输出信号和发出火灾声光警报,一方面使所有消防联锁子系统动作,如关闭空调系统、启动排烟系统和消防水加压泵系统、启动疏散指示、事故照明和应急广播系统等;另一方面使自动消防设备的灭火延时装置动作,经规定的延时后,自动灭火,自动化消防系统对于扑灭初期火灾,最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失具有非常重要的作用。有关资料统计表明:凡是安装了自动化消防系统的场所,发生了火灾一般地说都能及早报警,避免重大火灾事故的酿成。在城市中大型建筑物根据国家标准《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》,以及国际相关组织的有关条文规定均需安装自动化消防系统,可以说自动化消防系统在消防安全保卫工作中发挥了重要作用。
自动化消防系统在我国已经得到了广泛的研究与应用,但是该系统还存在着许多缺陷和不足,目前,自动化消防系统多采用传统有线方式进行布线连接,线路耗材多,造价高,功耗大,抗干扰能力低,设计、施工与维护复杂。而且,由于采用有线方式连接,线路由于商场环境中的气流、灰尘、湿气、静电干扰的影响容易老化、腐蚀、磨损,故障发生率多,误报、漏报情况时有发生。有线方式被无线取代不可避免。
三、基于蓝牙技术实现自动化消防系统的特点及系统结构
蓝牙技术的应用范围已经相当广泛,可以广泛应用于局域网络中各类数据及控制设备,蓝牙无线通讯方式将系统中的设备连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以进行互连接,从而实现各类设备之间随时随地进行通信。蓝牙技术实现自动化消防系统具有其他方式无法比拟的优势:(1)基于蓝牙技术的自动化消防系统传输数据能够穿透阻碍物,没有方向限制,非常适合结构复杂的大型商业建筑;(2)蓝牙技术采用跳频扩频技术将2.4GHz到2.4835GHz之间划分出79个频点,根据piconet的主单元确定的跳频为随机序列每秒钟1600跳,使其无线链路自身具备了更高的安全性和抗干扰能力;(3)传输距离。目前蓝牙技术的工作距离是10米以内,经过增加射频功率后可达到100米。这样的工作范围使得蓝牙可以保证较高的数据传输速率,同时可以降低其他电子产品和无线电技术的干扰,有利于系统的安全性;(4)蓝牙成本低、体积小,可用于连接更多的设备,非常适用于商场较为复杂的消防系统。
四、运用蓝牙技术的自动化消防系统实现过程
运用蓝牙技术的自动化消防系统,一般系统由以下几个部分组成:(1)感应装置:如烟感,温感等;(2)警报装置:如警铃、广播等;(3)主机控制器(包括报警主机、广播主机、电话主机等);(4)其他装置及联控设备:如联动模块、输入模块、短路隔离器等。当发生火灾时,感应装置首先探测到火灾信号,并迅速将信号传递给报警主机,主机确认火灾信号后,通过相关联动模块,控制相应的联动装置动作。
在通过蓝牙连接的一个微微网(Piconet)中,所有设备都是级别相同的组件,具有相同的权限。我们可以将主机控制器定义为主组件,感应装置定义为从组件。蓝牙支持三种节能工作模式:保持方式(HOLD)、监听方式(SNIFF)和休眠方式(PARK)。主组件可将从组件设置为保持方式,从组件也可以要求转入保持方式,此时内部定时器工作,连接几个微微网(Piconet)或低功耗器件(如烟感,温感)的组件常使用保持方式。保持模式适合火灾感应装置在多数时间内没有数据传输的情况,我们可以通过主机控制器把感应装置置为保持工作模式。在这种模式下,微微网只有一个内部计数器在工作。一旦某个感应装置探测到火情,处于保持模式的组件被激活,火灾感应装置监测感受到的火灾信息由基带晶片分析处理转化成电信号后,通过射频晶片传送给报警控制器,和有线工作方式一样,由控制器进行综合处理,在确认火灾后,启动相关层的警报装置及联动设备(如喷淋阀、排烟阀等)。
五、结束语
随着市场经济的不断发展,大型商场已具有成为商业建筑主流形式的趋势,本文给出了一种应用于蓝牙技术实现大型商场自动化消防系统的模型,并对其实现过程,以及各个环节采用的基本技术进行了介绍。该系统具有组网简单方便,系统扩展性好、低功耗、通讯安全性好等特点。适合城市中大型商业建筑进行自动化消防系统设计时使用。
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