消防系统分布式网络通信技术的应用研究

摘要

分布式火灾自动报警设备监测系统是采用信号采集技术、现代通信技术以及计算机网络技术将各自独立的火灾自动报警系统联网，并进行集中管理监测的新一代火灾自动报警设备监测系统。国内的火灾自动报警设备监测系统研究起步于上世纪九十年代中期，但因建设规范不统一，特别是网络通信方面没有统一协议，比较混乱。很有必要对此问题进行研究加以解决，本文正是基于这种目的，研究分布式火灾自动报警设备监测系统的通信组网方案，并以此为依据提出济南市火灾自动报警设备监测系统的设计方案。 本文首先研究了课题的背景、国内外发展现状、课题的目的和主要工作；深入研究了分布式实时监测系统网络通信相关技术，重点对移动通信技术的发展演进和网络技术中重要的TCP/IP协议进行研究。其次对国内火灾自动报警设备监测系统通信传输方式进行研究。对比分析专线通信、GSM短消息通信、GPRS无线通信、CDMA无线通信四种通信方式。GPRS网络覆盖范围广、布网灵活方便、传输速率较高、实时在线、通信费用低，Internet技术成熟、网络稳定、接入方便，而且两者已实现无缝连接，针对火灾自动报警设备监测系统的特点和特殊需求，基于GPRS和Internet的分布式分布式火灾自动报警设备监测系统是最佳选择。最后在系统的具体实现中，研究了系统的总体框架和设计任务。整个系统可以分为总控管理模块、处理控制模块、收集中转模块和数据采集模块四大部分。总控管理模块主要由中心控制软件组成，功能包括对远程终端发布指令，处理控制模块对本单位采集的火灾信息快速及时地提供给消防指挥中心，收集中转模块对本楼内的数据采集模块进行轮询，数据采集模块负责采集火灾、设备信息等。在系统的设计过程中，对系统中的关键技术数据采集技术、数据存储技术等进行了深入的研究。基于上述内容的研究，本文开发的基于GPRS和Internet的分布式火灾自动报警设备监测系统能够满足现代分布式监测系统的需要，从而对今后同类系统的设计、开发和实现有很高的指导意义和参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1论文的研究背景

1.2国外火灾自动报警设备监测系统的发展

1.3国内火灾自动报警设备监测系统的发展

1.4课题的主要研究内容

第二章火灾自动报警监测系统中的无线传输技术

2.1网络拓扑结构

2.2中短距离无线通信技术

2.3远距离无线通信方式

2.4 GPRS无线通信技术

2.4.1 GPRS网络概述

2.4.2 GPRS网络的结构和协议

2.5 TCP/IP网络协议及其在GPRS网络中的作用

2.6 GPRS组网方案

2.6.1公网静态IP方案

2.6.2动态域名解析方案

2.6.3 APN专线接入方案

2.7本章小结

第三章火灾自动报警设备监测系统需求分析

3.1系统需求分析

3.2系统设计原则

3.3本章小结

第四章总体架构

4.1网络拓扑的选择

4.2中短距离无线通信技术的选择

4.3远距离无线通信方式的选择

4.4 GPRS组网方案的选择

4.5系统的总体结构

4.6系统工作流程

4.7本章小结

第五章火灾自动报警系统监控网络通信协议

5.1范围

5.2定义

5.3基本帧格式结构

5.4字节格式

5.5帧格式

5.5.1固定帧格式

5.5.2可变帧格式

5.5.3控制码

5.5.4地址码

5.6数据格式

5.7数据定义

5.7.1数据单元标志符

5.7.2信息对象

5.7.3数据定义细则

5.8本章小结

第六章系统硬件电路集成

6.1一级总控管理模块

6.2二级处理控制模块

6.3三级收集中转模块

6.3.1 DTD465C的特点

6.3.2 DTD465C数传模块与终端设备的连接

6.3.3三级收集中转模块原理图

6.4四级数据采集模块

6.4.1单片无线收发模块nRF9E5

6.4.2温度传感器

6.4.3烟雾传感器

6.4.4手动报警装置

6.4.5联动装置输出

6.4.6四级数据采集模块原理图实现

6.4.7 PCB板设计说明

6.5本章小节

第七章系统软件的实现

7.1总控管理模块的软件实现

7.1.1服务器端数据接收存储模块设计与实现

7.1.2基于Web的数据管理模块

7.2处理控制模块的软件实现

7.3收集中转模块

7.3.1通信协议

7.3.2收集中转模块的软件实现

7.4数据采集模块软件设计

7.4.1数据采集模块与收集中转模块之间通信协议

7.4.2数据采集模块的软件实现

7.5本章小结

第八章实例运行与测试

8.1系统调试截图

8.2试验结果及分析

总结与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文