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试议应急灯智能无线消防应急灯指示系统关键技术站

收藏本文 2024-04-09 点赞:20434 浏览:86951 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着城市现代化进程的加速,城市建筑的楼层不断加高且楼宇结构越来越复杂,使得大型建筑发生火灾的概率显著增加。消防应急灯具作为建筑内发生火灾或其它紧急情况时,给现场人员疏散以及消防作业提供指示和照明的灯具,已被广泛安装在各类建筑中。同时现有消防应急灯已实现了系统集中制约、灯具工作状态感知和智能检测等功能,构成了具有一定自动化水平的疏散指示系统。但随着近年来无线传感网技术的快速进展,智慧城市的建设已得到人们的高度重视,加之新一代消防应急照明和疏散指示系统国家标准(GB17945-2010)的出台,使得现有基于有线集中式消防应急指示制约系统在系统架构、通信方式、路由协议、部署方式和系统可维护性方面的不足逐渐显现。由此,本论文以智慧消防建设为出发点,将智能芯片和无线传感器网技术运用到新型智能消防应急灯指示系统的探讨和开发中,致力于无线智能消防应急灯指示系统框架构建、无线路由协议和测试平台等关键技术的探讨。本论文主要工作如下:1)提出一种智能无线应急灯具的电路设计策略,进而建立一种基于无线传感网技术的消防应急疏散指示系统设计案例。首先,利用传感器对每一个灯具的状态进行实时采集;其次,通过无线网络上传到制约中心;最后,利用相应的算法实现灯具实时状态检测、应急疏散等功能。2)根据上面陈述的的应急灯指示系统架构,提出一种树状网络通信协议。该无线通信协议的特点是有线和无线协调工作,拓扑结构固定,根据地理位置划分传输区域,同时其更具有实现简便、稳定性高和延迟时间短等优点。3)为了进一步提升树状网络通信协议的性能,提出一种基于空分TDMA的无线应急灯通信协议。该协议以空分TDMA技术为基础,IPv6/6LoWPAN技术为协议栈标准,并将CoAP协议包作为通信载体,以而不但在节点链路传输方面克服了树状网络通信协议的不足,同时在运用层和系统构成方面具有更高的稳定性、更强的可操作性和更简洁的软件架构等优点。4)完成智能无线消防应急灯具节点的测试样品,以及用于性能测试评估的小型智能无线消防应急灯指示系统,并开展相应的性能测试探讨。关键词:智慧消防论文无线传感网论文消防应急灯论文路由协议论文空分TDMA论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-10

    第一章 绪论10-20

    1.1 探讨背景及作用10-11

    1.1.1 探讨背景10

    1.1.2 探讨作用10-11

    1.2 火灾应急指示疏散系统介绍11-12

    1.3 无线传感网络技术介绍12-13

    1.4 消防应急灯指示系统探讨概况13-17

    1.4.1 消防应急指示灯的进展13

    1.4.2 无线传感网络节点的进展13-15

    1.4.3 无线路由协议的进展近况15-16

    1.4.4 消防应急疏散算法进展近况16-17

    1.4.5 有着亟待解决的关键不足17

    1.5 当前探讨热点、难点以及未来的探讨方向17-18

    1.6 本论文的主要内容及章节安排18-19

    1.7 本章小结19-20

    第二章 相关基础知识介绍20-31

    2.1 消防应急灯相关知识20-23

    2.1.1 消防应急灯市场近况浅析20-21

    2.1.2 GB17945-2010 消防应急灯标准21-22

    2.1.3 消防应急灯内部结构22-23

    2.2 有线集中式消防应急灯指示系统构成23-24

    2.3 无线传感网络基础知识24-29

    2.3.1 无线传感网络系统架构24-25

    2.3.2 无线传感网络的操作系统25-26

    2.3.3 CoAP 协议原理26-28

    2.3.4 TDMA 技术原理28-29

    2.4 应急疏散算法相关知识29-30

    2.5 本章小结30-31

    第三章 智能无线消防应急灯指示系统探讨与设计31-40

    3.1 系统总体设计31-32

    3.2 应急灯具硬件设计32-35

    3.2.1 通信及制约模块设计32-33

    3.2.2 开关电源模块设计33-35

    3.3 通信协议部分设计35-36

    3.3.1 协议架构设计35-36

    3.4 应急疏散算法实现36-38

    3.4.1 基于应急疏散功能的 Dijkstra 算法36-37

    3.4.2 应急疏散算法运用37-38

    3.5 上位机软件设计38-39

    3.5.1 上位机软件系统架构38-39

    3.6 本章小结39-40

    第四章 基于无线应急灯系统的树状网络通信协议设计40-53

    4.1 概述40

    4.2 通信协议系统架构40-41

    4.3 通信协议运转原理41-47

    4.3.1 基站与上位机通信协议41-42

    4.3.2 节点间路由协议42-45

    4.3.3 节点协议运转流程45-47

    4.4 基于消防应急灯指示系统的无线协议实现47-49

    4.4.1 网络构建47-49

    4.4.2 协议故障自愈49

    4.5 性能测试探讨49-51

    4.6 本章小结51-53

    第五章 基于空分 TDMA 的无线应急灯通信协议53-66

    5.1 概述53-54

    5.2 协议栈架构及系统构成54-55

    5.2.1 协议栈架构54-55

    5.2.2 协议优点55

    5.3 MAC 层协议原理介绍55-60

    5.3.1 MAC 层协议执行流程55-56

    5.3.2 MAC 层协议执行内容56-60

    5.4 协议性能仿真测试60-65

    5.4.1 仿真平台搭建60-63

    5.4.2 传输延迟仿真测试63

    5.4.3 节点功耗仿真测试63-64

    5.4.4 丢包率仿真测试64

    5.4.5 吞吐量仿真测试64-65

    5.5 本章小结65-66

    第六章 总结与展望66-69

    6.1 探讨总结66-67

    6.2 进一步工作67-69

    致谢69-70

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