Ｎ½ ½½ ½ ½
½ ½ ½½ Ｃ½½½ ½ ½ ½ ½
½½½ ½
½
基于 Ｓ Ｍ３ 和 Ｚ½ ½
Ｔ ２
½ ½的无线校 园火灾 报警系统 设计
Ｂ
丁
凡 ， 永明
周
（ 关 学 院 物理 与机 电工 程 学 院 ， 东 韶 关 ５２ ０ ）
韶
广
１０ ５
摘
要 ：结 合 校 园 防 火 报 警 需 要 ， 计 了基 于 Ｚ½ ½
设
½ ½技 术 的 无 线 校 园 防 火 报 警 系 统 。 该 系统 以 意
Ｂ
法 半 导 ½ 公 司 推 出 的 Ｓ Ｍ３ 系列 Ａ
Ｔ ２
ＲＭ 控 制 器 、 Ｉ公 司 的 Ｃ ２ ２
Ｔ
Ｃ ４ ０无 线 射 频 芯 片 为 核 心 ， 对 无 线 传 感
器 ½络 中 的 终 端 节 点 、路 由 器 节 点 、 协 调 器 节 点 的 硬 件 和 ½ 件 进 行 了模 块 化 设 计 。 传 感 器 节 点 以 温
度 、 雾 和 Ｃ 浓 度 为 实现 监 测 对 象 ， 断是 否 有 火 灾隐 患 ， 而 实现 校 园防 火报 警 系统 的 无 线 ½络
烟
Ｏ
判
从
化 。
关 键 词 ：Ｓ Ｍ３ Ｚ½ ½ ； 线 ； 灾 报 警
Ｔ ２；½Ｂ ½ 无
火
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ２
Ｐ １
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１７ — ７ ０２ １ ）６ ０４ — ３
６４ ７２ （０２０ — ０ ３ ０
Ｄ½ ½½ ½ ½½½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ＴＭ ３ ½ ½Ｂ½
½½ ½½½½½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ Ｓ
½
２ ½ ½ Ｚ½ ½
Ｄ½ ½ Ｆ ½， ½ ½ Ｙ½ ½ ½
½ ½ Ｚ ½ ½ ½½ ½
（½½½½ ½½ ½½ ½ Ｍ½½½½½＆ Ｅ½½½½Ｅ ½½½ ½ Ｓ ½½ ½ ½½ ½ Ｓ ½½½ １０５， ½½ ）
Ｓ ½½ ½Ｐ ½½ ½ ½ ½½½
½
½½ ½ ½½½½ ½，½½½ ½ Ｃ ½ ½ ，½ ½½½ ５ ２ ０ Ｃ ½½
½
½
½
½
Ａ½ ½½ ½ Ｉ ½½ ½ ½ ， ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ Ｂ ½
½ ½ ½ ： ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ Ｚ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½
½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½， ½½ ½ ½ ½ ½
½
½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ Ｓ Ｓ Ｓ Ｍ３ ½ ½ ½½ ½½ ½ Ｉ Ｓ Ｃ２ ２ ＲＦ ½½ ½ ½½ ½ ½
½ ½ ’ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ．Ｔ ½ ½ ½
½
½
½ ½ Ｔ’ Ｔ ２ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ Ｔ ’ Ｃ ４ ０
½ ½ ½ ½ ½ ½ ．Ｔ ½ ½ ½
½ ½
½
½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ —
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ，½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½½
½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ． ½ ½ ½ ½ ½
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½
½
½ ½ ½ ½½½ ½ Ｔ ½ ½ ½ ½ ½ ½－½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ½ ，½½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½ — ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ．Ｔ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½½½ ½
½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½
½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½
½
½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½ ½
½
½ ½ ½ ½½
½ ½ ½ ½ ½½ ½½ ½
½
½ ½ ½½½
½．
Ｋ½
½ ½½ ½
½ ½： Ｓ Ｍ３ Ｚ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½
Ｔ ２； ½Ｂ ½； ½ ½ ½； ½ ½½
½
½
½
目前 校 园 安 防 监 控 系 统 大 多 是 基 于 有 线 通 信 ， 就
这
终 端 设 备 、 由器 、 络 协 凋器 ， ½Ｂ ½终 端 设 备 负 责 收
路
½
Ｚ½ ½
½ 得 一 些 不 便 于 布 线 的 区域 成 为 了 安 防 监 控 的 盲 区 ，
而
有 线 连 接 方 式 可 扩 展 性 较 差 ， 护 困难 ， 对 成 本 较 高 。
维
相
基 于上 述原 因 ， 文 提 出了基 于新一
本
一代 Ｓ Ｍ３
Ｔ ２嵌 入
式 微 处 理 器 和 Ｚ½ ½
½Ｂ ½技 术 的 无 线 智 ½ 型 校 园 安 防 监 控
集 探 测 器 探 测 到 的 报 警 信 息 ， 将 报 警 信 息 以 Ｚ½ ½
并
½Ｂ ½无
线 通 信 方 式 发 送 到 终 端 设 备 的 路 由器 （ 父 设 备 ）再 由
即
，
路 由 器 ½ 发 到 ½ 络 协 调 器 。 基 于 Ｚ½ ½
½Ｂ ½技 术 的 智 ½ 型
火 灾 报 警 系 统 提 高 了 管 理 系 统 中 数 据 的 可 靠 性 ， 每
对
个 终 端 节 点 所 监 控 的 区 域 内 发 生 的 火 灾 险 情 ½ 及 时 判
断 并 通 过 无 线 ½络 通 知 管 理 人 员 。系 统 整 ½ 架 构 如 图 １
所示。
系 统 。利 用 Ｚ½ ½ 线 传 感 器 ½ 络 ， 合 各 种 传 感 器 的
½ ½无
Ｂ
配
½ 用 ， 以对 校 园 实 行 全 方 ½ 、 角 度 实 时 监 控 。 校 园
可
多
½
内有 火 灾 等 安 全 事 故 发 生 时 ， 可 以 快 速 通 知 管 理 人 员
便
及 时 进 行 处 理 ， 而 极 大 地 保 证 了 学 校 师 生 的 生 ½ 财 产
从
安全 。
２ 无 线 火 灾 报 警 系 统 的 节 点 硬 件 设 计
２． 微 处 理 器 （
１
ＭＣＵ） 制 模 块
控
１ 系统 总 ½ 架构 设 计
本监 控 系统节 点数 量有 限 ，节点 ½ ½较 为 固定 ，
采
用 树 ½ ½ 络 拓 扑 。 整 个 ½ 络 由 三 部 分 绍 成 ， 括 Ｚ½ ½
包
½Ｂ ½
基 金 项 目 ： 东 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ０ ５ ２ ０ ０ ０ ４０
广
１４ １０ ５ １０ ４ ８）；
广 东 韶 关 学 院 校 级 科 研 基 金 资 助 项 目 （ ０ ０年 ２ ７ 号 文 件 ）
２１
０
在 本 系 统 中 ， 用 意 法 半 导 ½ 公 司（Ｔ 推 出 的 Ｓ Ｍ３
采
Ｓ）
Ｔ ２
系 列 微 控 制 芯 片 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ
Ｔ ２ １ ３ ８为 主 控 制 器 。 Ｔ ２系 列
Ｓ Ｍ３
３ ½ 存 微 控 制 器 ½ 用 ＡＲ 公 司 专 为 嵌 入 式 领 域 开
２½½闪
Ｍ
《 型机 与应 用》２ １ 年 第 ３ 卷 第 ６
微
０２
１
期
欢 迎 ½ 上 投 稿 ￣ ½ ½ ½ ½½ ．Ｏ½ ３
￣ ½．½ ½ ½½Ｃ Ｉ ４
３
１
Ｎ½½½½ ½
½ ½ ½ ½ Ｃ½½½½ ½½½
½½ ½
½½
１．Ｏ １
．． Ｂ
ＧＩ
．一
．
．
．
Ｐ
Ｉ ＰＯ ２
Ｇ ＩＢ
½ＰＯ ３
Ｇ ＩＢ
＿
＿－＿＿＿＿
＿＿●＿
＿＿＿＿＿
＿＿＿一
ＲＴ
Ｓ½ ½
Ｃ Ｇ ½
ＦＯ
Ｃ Ｇ１
Ｆ ½
ＮＳ ½
Ｓ
Ｉ Ｃ
Ｓ
Ｓ３ Ｌ
Ｔ２ Ｃ
Ｍ Ｉ Ｋ
½
ＭＯ Ｉ
Ｓ
½ＭＩ Ｏ
Ｓ
三
垂
ＭＯＳ Ｉ
Ｉ
ＭＩ０ ½
Ｓ
½½ 块
½４
Ｂ２
½０
½
２
ＷＲ
½Ｐ
Ｎ
ＩＧ Ｄ
Ｐ Ｒ
Ｗ ½
ＧＮ ½
Ｄ
图 ２ Ｚ½ ½
½Ｂ ½无 线 射 频 通 信 模 块 与 Ｉ ２的 连 接 框 图
’
Ｍ３
２ ３ 传 感 器 模 块
．
随 着 微 处 理 器 技 术 、 感 器 技 术 和 信 号 处 理 技 术 的
传
Ｅ½
½
快 速 发 展 ， 灾 自动 探 测 技 术 已 从 单 一 传 感 器 探 测 向 着
火
多 传 感 器 融 合 的 方 向 发 展 ， 灾 探 测 预 警 的 可 靠 性 也 随
火
图 １ 无 线 校 园 火 灾 报 警 系 统 的 整 ½ 架 构 图
服
之 大 幅 度 提 高 。目前 多 传 感 器 融 合 火 灾 探 测 技 术 主 要 选
发 的 具 有 突 破 性 的 Ｃ ½ ½ Ｍ３内 核 。 该 内 核 专 为 满 足 集
½ ½—
用 光 电 感 烟 、 温 和 感 Ｃ 传 感 器 组 合 ½ 式 。 采 用 多 传
感
Ｏ
感 器 的 优 点 在 于 ½ 探 测 器 ½ 够 提 高 对 火 灾 特 征 信 号 响
应 的灵敏 度 和均衡度 ， 而提 高探测 的质量 和可靠 性 。
进
高 性 ½ 、 功 耗 、 时 应 用 于 一 ½ 的 嵌 入 式 领 域 的 要 求
½
实
而 没 计 ， 有 高 性 ½ 、 功 耗 、 时 性 等 特 点 。 Ｓ Ｍ３
具
½
实
Ｔ ２提
供 睡 眠 、 机 和 待 机 三 种 ½ 功 耗 省 电 模 式 和 灵 活 的 时 钟
停
在 本 系 统 设 计 中 ， 采 用 了三 层 多 传 感 器 复 合 探 测
也
方 案 ，选 用 烟 雾 传 感 器 、 Ｏ 浓 度 传 感 器 和 温 度 传 感 器 ，
Ｃ
控 制 机 制 ， 户 可 根 据 自 己 的 需 求 合 理 地 优 化 耗 电 和 性
用
½ 要 求 。Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ８属 于 增 强 型 系 列 芯 片 ， 频 率 为
Ｔ ２ １３
主
７
２ＭＨ½ 高 达 ９ ＭＩＳ， ．５Ｄ Ｐ ／
，
０Ｄ Ｐ １２ ＭＩＳ ＭＨ½ 内 ½ １ ８Ｋ
，
２ Ｂ
将 烟 雾 浓 度 、 Ｏ浓 度 和 温 度 ½ 为 火 灾 探 测 信 号 。
Ｃ
考 虑 到 一 般 的 烟 雾 传 感 器 价 格 相 对 较 高 ， 里 ½ 用
这
的 烟 雾 传 感 器 由价 格 ½ 廉 的 Ｏ ２ １ ＯＰ ０ Ｓ
Ｐ ３ 、 ８ １ Ｌ红 外 发 射 、
高 速 闪 存 程 序 存 储 器 和 ２ Ｂ 的 Ｓ ＡＭ， 过 Ａ Ｂ 总 线
０Ｋ
Ｒ
通
Ｐ
连接 丰富和 增强 的外设 以及多 达 ８
０个 的 高 速 １Ｏ 口。
／
２． ½Ｂ ½无 线 射 频 传 输 模 块
２ Ｚ½ ½
Ｃ ２２
Ｃ ４ ０是 Ｃ ½½ ½公 司 推 出 的 第 一 款 真 正 意 义 上 符
½½ ½
合 ２ ４Ｇ Ｅ Ｅ ０ ．５ ４协 议 规 范 ， 泛 应 用 于 无 线 ½
． Ｈ½ Ｉ Ｅ Ｓ ２ １ ．
广
络 中 的 ½ 功 耗 、 电 压 的 射 频 收 发 芯 片 ， 需 极 少 外 部
½
只
元 器 件 ，性 ½ 稳 定 且 功 耗 极 ½ 。 Ｃ ２ ２
Ｃ ４ ０的 选 择 性 和 敏
接 收 光 电二 极 管 组 成 ，按 照 ７ ℃安 装 在 内 壁 为 黑 色 粗 糙
５
面 的迷 宫 型 集 烟 盒 内 ， 用 火 灾 发 生 时 产 生 的 烟 雾 微 粒
利
对 光 的 散 射 ½ 用 ， 一 定 的 烟 雾 浓 度 范 围 内 ， 射 光 的
在
散
强 度 与 烟 雾 的 浓 度 成 比例 ， 这 种 漫 散 射 的 光 将 ½ 光 电
而
二 极 管 的 阻 抗 发 生 变 化 ， 样 便 可 以将 烟 雾 信 号 ½ 变 为
这
电信 号 ， 以供 传 感 器 节 点 采集 。 Ｄ １Ｂ ０采 用 １ Ｗ½
Ｓ８２
一 ½
½总
线 协 议 方 式 ， 一 ５ ＋ ２
在 ５ 一 １ ５½
Ｃ时 的 测 量 精 度 为 ± ． 测
０ ５½
Ｃ，
感 性 指 数 超 过 了 Ｉ Ｅ ８ ２．５．
Ｅ Ｅ ０ １ ４标 准 的 要 求 ， 可 确 保 短
距 离 通 信 的 有 效 性 和 可 靠 性 。Ｃ ２ ２
Ｃ ４ ０为 工 ½ 于 ２４ＧＨ
． ½
免 授 权 频 段 的 无 线 通 信 提 供 了 一 个 ½ 成 本 的 完 整 解 决
方案 。
量 结 果 可 选 用 １ ½ 行 数 据 输 出 。而 Ｃ
½ ½串
½
Ｏ传 感 器 选 择
Ｔ Ｓ系 列 半 导 ½ 式 气 ½ 传 感 器 Ｔ ２ ４
Ｇ
ＧＳ ４ ２， 其 特 点 是 ½ 功
耗 、 Ｃ 的 灵 敏 度 高 、 ½ 长 、 本 ½ 、 湿 度 的 依 赖
对 Ｏ
寿
成
对
性 ½ 、 ½ 于 极 短 的 脉 冲加 热 方 式 。
工
２ ４ Ｚ½ ½
． ½Ｂ ½节 点 硬 件 总 ½ 结 构 设 计
结 合 本 火 灾 报 警 系 统 中 数 据 融 合 技 术 对 Ｚ½ ½
½Ｂ ½节
点 数 据 处 理 ½ 力 和 内存 的 要 求 ， 设 计 采 用 基 于 意 法 半
本
导 ½ 公 司（Ｔ 推 出 的 Ｓ Ｍ３
Ｓ）
Ｔ ２系 列 微 控 制 芯 片 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ ＋
Ｔ ２ １３
Ｃ ２ ２ 的方 案 。
Ｃ４０
无 线 射 频 模 块 以 射 频 模 式 接 收 和 发 送 数 据 。Ｃ ２ ２
Ｃ ４０
通 过 Ｓ Ｉ接 口 与 主 微 控 制 器 （ Ｕ） 换 数 据 、 送 ½ 令
Ｐ
ＭＣ 交
发
等 通 信 ， 由 于 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０
Ｔ ２ １ ３系 列 芯 片 一 般 ½ 集 成 了 Ｓ Ｉ
Ｐ
控 制 器 ，因 此 Ｃ ２ ２
Ｃ ４ ０射 频 模 块 可 以 很 方 便 地 通 过 Ｓ Ｉ
Ｐ
总 线 接 口与 处 理 器 Ｓ Ｍ３
Ｔ ２直 接 连 接 并 进 行 数 据 通 信 。
Ｃ ２２
Ｃ ４ ０与 微 处 理 器 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ 的 接 口连 接 如 图
Ｔ ２ １３ ８
２所 示 ， Ｃ ４ ０通 过 Ｓ Ｉ４条 线 接 口 （ Ｓ Ｓ 、 Ｏ、 Ｃ
Ｃ ２２
Ｐ
Ｃ ½、 Ｉ Ｓ Ｓ Ｋ）
系 统 中 有 Ｚ½ ½
½Ｂ ½终 端 设 备 节 点 、 ½Ｂ ½路 由 器 节 点
Ｚ½ ½
和 Ｚ½ ½
½Ｂ ½½ 络 协 调 器 节 点 三 种 节 点 。 从 硬 件 角 度 看 ，
三
者 的 核 心 部 件 ½ 是 ½ Ｍ３ Ｆ ０ ＋ Ｃ ４ ０、 线 、 源 ，
Ｔ ２ ½３ Ｃ ２２ 天
电
这
直 接 连 接 到 Ｓ Ｍ３ Ｆ Ｏ Ｒ８的 ４个 Ｓ Ｉ通 信 接 口 ， 责 数
Ｔ ２ ½３
Ｐ
负
据 通 信 ； 外 ， 有 Ｓ Ｄ、 Ｉ Ｏ、 ＩＯ
另
还
Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ Ｐ和 Ｃ Ａ ４个 引 脚
Ｃ
与 微 处 理 器 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ８连 接 ， 责 表 示 收 发 数 据 的 状
Ｔ ２ １３
负
也 是 Ｚ½ ½
½Ｂ ½设 备 可 以 工 ½ 的 最 简 系 统 。 于 其 硬 件 结 构
基
上 的 异 同 点 ， 设 计 和 组 装 时 根 据 不 同 的 节 点 用 途 对 部
在
分 单 元 电 路 ½ 相 应 取 舍 。 如 路 由器 节 点 和 终 端 节 点 采
例
用 电 池 供 电 方 式 ， 且 不 必 有 串 口扩 展 电 路 ；而 协 调 器
并
态 。在 这 种 连 接 方 式 中 ， Ｔ ２工 ½ 在 Ｓ Ｉ主模 式 下 ；
Ｓ Ｍ３
Ｐ
而
Ｃ ２２
Ｃ ４ ０射 频 模 块 工 ½ 在 子 模 式 下 ， 由 处 理 器 Ｓ Ｍ ２控
Ｔ ３
制进 行有 效的数 据收 发工½ 。
４
４
《 型 机 与 应 用 》２ １
微
０ ２年 第 ３
½卷 第 ６期
Ｎ½ ½½ ½ ½½ Ｃ½½½½ ½½ ½
½ ½ ½
½½ ½
½½
采 用 交 流 电 源 供 电 方 式 ， 必 有 传 感 器 单 片 机 （ 需 采
不
无
集 数 据 ） ½ 必 须 有 串 Ｉ 扩 展 电路 以 实 现 与 上 ½ 机 通 信 。
，
：
１
除 此 以 外 ， 调 器 还 有 与 火 灾 报 警 控 制 器 通 信 用 的
协
串 口及 ½ 实 时 显 示 之 用 的 Ｌ Ｄ； 由 器 还 有 显 示 状 态 用
Ｃ 路
的 指 示 灯 ； 端 传 感 器 节 点 有 显 示 节 点 状 态 用 的 状 态 指
终
每 Ⅳ秒 ½ 询一 次 ，
每 秒 采 集 一 次 数 据 ， ½ 时 间 则 处
其
于休 眠 状 态 。
路 由 器 节 点 的 设 计 可 以 看 做 是 在 终 端 节 点 的 功 ½
基 础 上 再 加 上 路 由 功 ½ 。由 于 相 邻 节 点 采 集 到 的 数 据 具
有 很 强 的 相 似 性 ， 由器 节 点 往 往 还 需 要 做 简 单 数 据 融
路
合 ， 降 ½ 发 往 协 调 器 的 数 据 量 。其 ½ 件 流 程 如 图 ４（
以
½）
所示。
示 灯 以 及 温 度 传 感 器 。二 者 电 路 均 不 复 杂 ， 是 基 本 系
½
统 加 上 少 量 外 围 扩 展 电路 。 为 了节 约 成 本 ， 制 ½ 一 种
只
集 成 了 所 有 的 外 围 电 路 的 电路 板 ， 出 所 需 外 扩 电路 接
留
协 调 器 节 点 的 处 理 ½ 力 、 储 ½ 力 和 通 信 ½ 力 相 对
存
较 强 ， 要 功 ½ 是 对 Ｚ½ ½
主
½ ½无 线 ½ 络 中 的 各 个 子 节 点 进
Ｂ
行 管 理 ， 上 ½ 机 监 控 中 心 下 达 的 监 控 信 息 通 过 Ｚ½ ½
将
½Ｂ ½
½ 络 发 送 到 需 要 测 控 的 子 节 点 ， 时 接 收 各 个 子 节 点 发
同
来 的状 态 、 集 数 据 等信 息 ， 数据 在 Ｌ Ｄ上 显示 ，
采
将
Ｃ
并
通 过 串 口上 传 至 监 控 中 心 主 机 进 行 数 据 处 理 和 保 存 。
３． 系 统 上 ½ 机 监 控 中 心 应 用 ½ 件
２
系 统 上 ½ 机 ½ 件 采 用 先 进 的 虚 拟 仪 器 技 术 Ｌ ½
½—
口 ，这 样 便 可 在 制 ½ 正 式 产 品 时 外 接 ½ 用 所 需 的 不 同
外 围 电 路 。 系 统 所 设 计 的 Ｚ½ ½
本
½Ｂ ½节 点 硬 件 总 ½ 架 构 如
图 ３所 示 。
２ ½２Ｉ½ ½机
４３ 上
液晶０ 通信
０ ½
Ｉ
数据 采集 子 系统
（ 感 器 模 块）
传
圆
圈
回
½
…
ＵＲ ½
ＳＴ
Ａ１
½
Ｓ Ｍ ３ Ｆ１ ３
Ｔ ２
１３
Ｓ Ｍ３Ｆ
０
Ｔ ２ ０
Ｚ½ Ｂ ½
½
½
ＶＩＷ ½ 件 设 计 了 系 统 的 可 视 化 报 警 监 控 操 ½ 界 面 ，
Ｅ
实
现 了 在 线 动 态 数 据 采 集 、 析 、 储 以 及 实 时 显 示 等 功
分
存
½ ， 面 优 美 ， ½ 简 单 ， 用 方 便 。系 统 主 要 由 上 ／ ½
界
操
½
下
机 通 信 模 块 、 警 信 息 处 理 模 块 、 感 器 节 点 查 询 ／ 理
火
传
管
模 块 、 ½ 人 员 系 统 控 制 管 理 模 块 、 史 数 据 查 询 模 块
操
历
等 构 成 ， 功 ½ 框 图如 图 ５所 示 。
其
综 上 所 述 ，本 系 统 采 用 ½
Ｔ公 司 推 出 的 新 一 代 基 于
Ｉ Ｈ
无 线 模 块
供 电 子 系 统
图 ３ Ｚ½ ½
½Ｂ ½硬 件 节 点 总 ½ 设 计
３ 系统 ½ 件 总½ 设 计
３ １ Ｚ½ ½
． ½Ｂ ½无 线 ½ 络 节 点 ½ 件 设 计
本 系 统 所 用 的 开 发 环 境 是 Ｉ Ｒ７２ ， 植 了 Ｔ 公 司
Ａ ．０ 移
Ｉ
的 Ｚ— ½ ½协 议 栈 。Ｚ— ½ ½可 以 通 过 Ｉ Ｒ 开 发 环 境 进
Ｓ½
½
Ｓ½
½
Ａ
行编译 下 ½½。
校 园 火 灾 报 警 系 统 终 端 节 点 的 ½ 件 流 程 如 图 ４（ ）
½
Ａ Ｍ Ｃ½½ Ｍ
Ｒ ½ ½ — ３内 核 的 Ｓ Ｍ３
½
Ｔ ２系 列 处 理 器 ½ 为 主 控 制
器 （ Ｕ） 同 时 在 原 有 有 线 监 控 报 警 系 统 的 基 础 上 ，
ＭＣ ，
引
入 了 Ｚ½ ½
½ ½无 线 传 感 组 ½ 技 术 ， 现 了 校 园 火 灾 事 故 的
Ｂ
实
无 线 实 时 监 控 。相 比传 统 的有 线 传 感 器 火 灾 报 警 系 统 ，
本 文 设 计 的 基 于 Ｚ½ ½
½Ｂ ½技 术 的 无 线 传 感 器 ½ 络 克 服 了
所 示 。 终 端 节 点 主 要 实 现 现 场 数 据 的 采 集 ， 过 简 单 的
经
融 合 处 理 后 ， 向 上 发 送 至 其 父 节 点 ， 终 数 据 会 汇 聚
便
最
到 协 调 器 。同 时 终 端 节 点 也 会 接 收 协 调 器 节 点 发 来 的 监
控 ½ 令 ： 如 开 始 采 集 数 据 或 停 止 、 新 数 据 采 集 周 期
例
更
等 。 于终端 节点 ½量受 限 ， 以采 用½询 的工½ 方式 ，
由
所
开始 Ｊ
有 线 传 感 器 ½ 络 的 局 限 性 ， 避 免 了其 他 无 线 通 信 技 术
既
的 高 功 耗 的 缺 点 ， 时 也 降 ½ 了 系 统 布 线 成 本 、 装 和
同
安
维 护 难 度 ， 有 广 泛 的前 景 和 推 广 价 值 ， 广 泛 应 用 于
具
可
校 园 、 院 等 场 所 的火 灾 监 控 报 警 中 。
医
【开始
系 统 硬 件 初 始 化
系 统 硬 件 初 始 化
．
．
。
．
．
．
．
．
．
．
Ｅ ．．一
． ．．
．
Ｊ
向协调器节点Ｉ
½
发送 人 ½请求 Ｉ
向协调器节点发送人½请求 Ｉ
Ｉ
启动 Ｚ½½
½ ½½络
Ｂ
＜
Ｉ
竺
Ｎ
！ ＞
／
Ｙ
１
兰
—
—
—
生
一
‘
发 送
根据 需 要 增 加子 节 点 Ｉ
并 为 其 分 配地 址 ½
选 择 被 测 子 节 点
ＭＣ 休 眠
Ｕ
：＿
森 —½＿＿
（ ） 端 节 点 流 程 图
½终
墨叁墼塑Ｉ
＿＝½
殳 数 ？ ＞＿
匦 据 ＝
送
Ｎ
发 送 测 控 ½ 令 ， 收 数 据
接
（ 协 调 器 节 点 流 程 图
½）
（ 路 由 器 节 点 流 程 图
½）
图 ４ 系 统 ½ 件 流 程 图
（ ½ 第 ４ 页）
下
９
《
微型机 与应用》 ０ ２年 第 ３ 卷 第 ６
２１
１
期
欢 迎 ½上 投 稿 ½ ½．½½ ½½½ ½ ４
½ ½ ½ ½½ ．½
½ ５
Ｎ½ ½½½ ½
½
½ ½ ½ Ｃ½½½½ ½½½
½½ ½
½½
来 说 ， 果 更½ 。
效
随 着 服 务 计 算 的 迅 速 发 展 ， 利 用 的 Ｗ½
可
½服 务 资 源
越 来 越 多 ， 选 服 务 结 点 的规 模 也 越 来 越 大 。本 文 总 结
候
了 近 期 相 关 的 工 ½ ， 出 了 一 种 基 于 社 会 ½ 络 社 区½ 成
提
机 制 的 Ｗ½
½服 务 选 择 方 法 。将 Ｗ½
½服 务 选 择 问 题 ½ 换
到 社 会 ½络 中 ， 用 社 会 ½ 络 特 有 的 性 质 结 点 联 系 强 度
利
等 来 解 决 服 务 选 择 问 题 。提 出 了 一 种 服 务 社 会 ½ 络 概 率
½ ½ ½½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½
½
½
½
½ ½½½Ｃ ． Ｓ Ｃ Ｓ½½ Ｗ½½０ ９，０ ９：５ — ６ ．
½ ½ ［ ½ Ｃ ０ — ½½ ½ ½２ ０ ２０ ２ ３ ２ ８
½
½
Ｉ
½
【】Ｔ ½ ½½ Ａ ½½ ． ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½½½
５ ½ ½ Ｍ ½½ ½Ｌ￣ ½Ａ ½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½
½，
½
½ ½½
½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ Ｗ ½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ Ｗ ½
½½
½½ ½ ½ ½ ½ ½
½
½ ½ ½ ½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½
½
½
Ｓ ½½ ½ ½½ ½ ［ 】 Ｃ ０ ０ ＩＥ ½ ½½½½
½ ½ ½½ ½½½ Ｃ ．
½ ½
½½
ＷＣ Ｉ２ １ Ｅ Ｅ Ｗ½ ½ Ｃ ½½½
½
½ ½ ½½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ２ １
½ Ｃ ½½ ½½ ½ Ｉ ½½ ½ ½ ½， ０ ０．
½½
½
【 ½Ｌ½ Ｓ ½½ ， ½ Ｙ ½ ½ ½，½½Ｎ ½ ，½½． ½ ½ ½ Ｗ½
６ ½ ½ ½½ Ｌ½ ½½½ Ｊ ½½ ½ １ ½½ ½ ½
½
½
Ａ
½
选 择 方 法 ， 方 法 与 遗 传 算 法 的 不 同 之 处 在 于 变 异 结 点
此
的 选 择 不 是 随 机 的 ，而 是 根 据 结 点 之 间 的 连 接 频 率 ，
它
½½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ Ｑ Ｓ ½ ½ ½½½ ½ ½ ½
½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½ ½ ½
½ ½ ½ ½ ½½
½
½ ½ ½½
½½½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½½½ ½ ½ ½½［ ½ Ｃ ２ ０
½½ ½ ½ ½－ ½½½ ½½½½ ½ ½½ Ｃ ． Ｃ ０５，
½
½
½ ½½
Ｇ
２ ０ ８ —８
０ ５： ４ ９．
反 映 了 服 务 之 间 的 连 接 偏 ½ ， 率 越 高 ， 一 次 连 接 的
频
下
可½性就越 大 。
【 】Ｋ ＭＰ Ｌ ， Ｎ Ｅ Ａ ＪＰ， Ａ Ａ Ｋ ，½½． ½½
７ Ｕ Ｕ Ａ Ｊ Ｍ Ｏ Ｎ Ｌ Ｓ Ｒ ＭＡ ＩＪ ½ １
Ｍ½ ½
½ 然 最 终 算 法 给 出 了 很 ½ 的 性 ½ ， 还 有 待 进 一 步
½
改 进 ， 本 文 算 法 是 基 于 单 目标 优 化 的 ， 望 今 后 在 多
如
希
目标 优 化 方 面 有 所 进 展 。同 时 本 文 算 法 是 基 于 历 史 信 息
（ 务 实 例 ） ， 此 ½历 史 信 息 较 少 或 刚 开 始 没 有 历 史
服
的 因
½ ½½ ½ ½ ½½½½½ ½ ½ ½½½ ½½ ½ ½½［½
½ ½ ½ ½½ ½ ½½½ ½ ½½½½ ½½½ ½½ ½½Ｊ．
½
½ ½
Ｃ ½ ½½ Ｐ ½½ ½ ½ ½½½ ½，０ ９ １０ ： １ ．
½ ½ ½½ ½½ ½Ｃ ½ ½ ½ ½ ２０ （８ ）５ ７
½
½½
【】Ｙ Ｚ Ａ Ｇ Ｙ， Ｉ ．½½½½½½½½ ½½ ½
８ Ｕ Ｔ， Ｈ Ｎ ＬＮ Ｋ ＪＥ ½½ ½ ½ ½ ½Ｗ½
½
½½
½
½½½ ½½½½ ½ ½ ½ —½ ½ ½ ½½½½½ ½½［½ Ｃ
½ ½ ½½½½ ½½ ½½ ½— ½ ½ ½½ ½ ½Ｊ ． Ｍ
½ ½
½
½
½½
Ａ
Ｔ ½ ½½½½ ½ ½½ Ｗ½ ２ ０ １ １ ： — ６
½½ ½ ½ ½ ½ ½ ½， ０ ７， （ ） １ ２ ．
½
信 息 时 性 ½ 方 面 可 ½ 会 很 差 ， 望 今 后 在 这 方 面 也 有 所
希
研究 。
参 考 文 献
【 】Ｚ ½ ½ ½½½， Ｅ Ａ Ａ Ｌ Ｈ Ｂ， Ｕ Ｓ Ｍ ，½½． ½ ½
１ ½½ Ｌ½ ½½ Ｂ Ｎ Ｔ Ｌ Ａ Ｄ ＭＡ ½ １ ½ ½
½
Ｑ½ ½
½ ½ ½Ｗ½ ½½ ½ ½ ½ ½½ ［ ½Ｐ½½½½½½ ½ ２½
½
½ ½ ½ ½½½ ½½½ ½½½ Ｃ ．½½½ ½ ½½½ １½
½
½½
½
Ｉ ½ ½ ½½ ½ ½ Ｃ ½ ½½ ½ ½ Ｗ ½ ½ ½ ½． ０ ３
½ ½½ ½ ½ ０ ½½ ½ ½ ½
½
½ Ｗ ½ ２０ ．
½
【】Ｎ ＷＭＡ Ｅ ＪＡ ½½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ［】Ｐ ½½½
９ Ｅ
Ｎ Ｍ ． ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½½Ｊ．½ ½ ½
½ ½
½
½
½
½½½ ２ ０ ７ （５ ： — ．
½½
½，０ ４，０ ０ ） １ ９
［０
１ ½ＷＡ Ｓ Ｒ Ｎ Ｓ， Ａ Ｓ Ｉ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½½
Ｓ Ｅ ＭＡ Ｆ Ｕ Ｔ Ｋ． ½ ½ ½ ½½ ½½ ½ ½
½½ ½
½
½ ½
½ ½ ½ ［ ．½ ½½ ½Ｃ ½½ ½½ Ｕ ½．½½ ，９ ４
½ ½ ½ Ｍ】Ｃ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½½Ｐ½½ １ ９ ．
½½
½
½
（ 稿 日 期 ： ０ ½ ½ — ２
收
２１— １ ２ ）
【 】Ａ Ｄ Ｇ Ａ Ｄ， Ｅ Ｎ Ｃ Ａ ½½ ½½½½ ½ ½ ½½½ ½
２ Ｒ Ａ Ｎ Ｐ Ｒ ＩＩＢ．½ ½½ ½ ½ ½½ ½½½ ½
½
½½
½
½ ½ ½½½ ［½ Ｅ Ｅ Ｔ½ ½Ｓ½ ½½Ｅ ½ ２ ０ ３ （）
½½½½½½½½½Ｊ． Ｅ ½½ ．½ ½ ½ ½ ，０ ７，３６ ：
½ ½
½
Ｉ
½
３
６９—３ ４．
８
½ 者简 介 ：
苏 ½ Ｊ ， ，９ ７ 生 ， 士 研 究 生 ， 要 研 究 方 向 ：
Ｉ 男 １８ 年
½
硕
主
服
务计算。
张 ½ 义 ， ，９ ５ 生 ， 师 ， 要 研 究 方 向 ： 务 计 算 ，
男 １６ 年
讲
主
服
云计算。
【 】Ｈ
３ ＷＡ Ｇ Ｓ Ｙ， Ｎ ，Ａ Ｇ Ｊ ½ ½． ½½ ½ ½½
Ｎ ＷＡ Ｇ Ｈ Ｔ Ｎ ，½ １ ½½ ½½½ ½
Ａ
½ ½
½½½½ ½ ½ ½½ ½ ½½ ½½ ½½ ½ ½ ½Ｗ½ —
½ ½½½ ½ ½½½ ½ ½½ ½ ½ ½½ Ｑ Ｓ ½ ½
½
½ ½
Ｓ½½ ½ ½ ½½ Ｗ½½ ½ ½Ｊ． ½½ ½½ ½ ½ ½ ， ０７， ３
½½ ½ — ½½ ½½ ½ 【】Ｉ ½½ ½½ Ｓ ½ ½½ ２ ０ ２
½
½
½
½
½
许 胤 龙 ， ，９ ３ 生 ， 授 ， 士 生 导 师 ， 要 研 究 方
男 １６ 年
教
博
主
向 ： 络 路 由算 法 与 协议 ， 络 编 码 ， 行 算 法 等 。
½
½
并
（７ ） ５ ８ － ５ ３
１７ ：４ ４ ５ ０ ．
［ ½Ｋ ＥＮ Ａ， Ｈ Ｋ ＷＡ Ｆ Ｂ Ｅ ． ½½½½½ ½ ½½½
４ Ｌ Ｉ Ｉ Ｉ Ａ ， ＡＵ Ｒ ＢＡ ½½½ ½½½½½½½
Ｓ
½½
（ 接第 ４
上
５页 ）
上 ， ½ 机 数 据 通 信 模 块
下
２０
３—２０
６．
［½Ｚ ½½ Ｙ ½½½， ½ ½½½， ½ ½½ ½ ，½½．½½
３ ½ ½ ½ ½½ Ｘ ½ Ｄ½½ Ｗ½ Ｃ ½½ ½½ ½ １Ｄ ½ ½
½
½ ½ ½ ½ ½½½ ½½ ½½½ ½½½½ ½½½½ ½½ ［ ½
½ ½½ ½½½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½½ ½ ½½Ｃ ．
½
½½
½½
Ｐ ½ ½ ½ ½ ½ ½ ０ ８ ＥＥ ½ ½ ½ ½½ Ｃ ½ ½ ½ ½ ½
½ ½ ½ ½ ½ ½ ２ ０ Ｉ Ｅ Ｉ ½ ½ ½ ½
½ ½½
½ ½½½ ½ ½
Ｗ½
ＣＯＭ ， ０ ８： 一
２ ０ ½ ４．
火 警 信 息 处 理 模 块
火 灾
监 控 中 心
½ 件
系 统 控 制 管 理 模 块
½ 络 节 点 状 态 查 询 模 块
历 史 数 据 查 询 模 块
节 点 管 理 模 块
【】杨 荣 ， 涛 ． 于 Ｚ½ ½
４
杨
基
½ ½的 无 线 传 感 器 ½ 络 及 其 在 智 ½
Ｂ
大 厦 中 的 应 用 ［】中 ½ 农 机 化 ，０ ５ ５ ：６ ７ ．
Ｊ．
２０ （ ） ７ — ９
【】王 永 虹 ， 炜 ， 立 平 ．Ｔ ３
５
徐
郝
Ｓ Ｍ ２系 列 Ａ Ｍ Ｃ ½ ½ Ｍ
Ｒ ½ ½ — ３½ 控
制 器 原 理 与实 践 【 ． 京 ： 京航 空 航 天 大学 出 版社 ，
Ｍ】北
北
２
００８．
图 ５ 上 ½ 机 监 控 中 心 应 用 ½ 件 功 ½ 框 图
参 考 文 献
【 】张 帅 华 ， 远 ， 玉 堂 ， ． 于 Ａ ９ Ｓ Ｍ９ ６ 的 Ｚ½ ½
１
杨
梁
等 基
Ｔ １Ａ ２０
½ ½
Ｂ
工 业 以 太 ½ ½ 关 设 计 ［ ½微 计 算 机 信 息 ，０ １ ２ ½）
Ｊ．
２ １ ， ７８ ：
½½
３一½１
４．
（ 稿 日期 ：０ １ ０ — ４
收
２１— ８ ２ ）
½ 者简介 ：
丁 凡 ， ，９ ２ 生 ， 士 研 究 生 ， 要 研 究 方 向 ： 线
男 １８ 年
硕
主
无
【】Ｌ½ Ｓ ½ ½ ， ½ Ｄ ½ ½ Ｚ ½ ½Ｙ ½ ½½ ． ½½ ½ ½
２ ½ ½½ ½ Ｔ ½ ½ ， ½½ ½ ½ ½½Ｍ½ ½½½ ½
½
½
½½ ½
½ ½ ½½ ½ ½½ ½ ½ ½ ½ ½½½ ½ ½［１Ｐ½½½
½½ ½½½½ ½½ ½ ½½½ ½½½½ ½ ½½Ｊ．½½½ —
½
½½
½½
½
½½ ０ ９ ＩＥ ½½½½ ½½Ｃ ½½½½ ， ０９， ８ １ ）
½½２ ０ Ｅ Ｅ Ｉ½ ½½ ½ ½½½ ½ ２ ０ ５ （ １ ：
½ ½
½
传 感 器 ½络 、 信 与 信号 处 理 。
通
周 永 明 ， ，９ ３ 生 ， 学 博 士 ， 授 ， 要 研 究 方 向 ：
男 １６ 年
工
教
主
电 磁场 与 天 线 、 线 传 感 器 ½络 。
无
《
微型机与应 用》２ １
０ ２年 第 ３ 卷 第 ６期
１
欢 迎 ½上 投 稿 Ｗ
ＷＷ．½ ½ ½½½ ½ ４
½ ½ ½½ ．½
９
京公网安备 11010802033920号
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