應用藍牙技術實現大型商場自動化消防系統

[摘要] 藍牙技術作為近距離無線通訊方式的重要替代技術，具有廣闊的應用前景。本文針對大型商場的特點，結合現行自動化消防系統的實際應用需求，提出了一種應用藍牙技術實現大型商場自動化消防系統的模式，該系統與現行商場自動化消防系統相比具有更多的優越性。

[關鍵詞] 藍牙技術大型商場自動化消防

近年來，隨著我國經濟的快速發展和市場經濟的繁榮，大型商場如雨后春筍般在城市中出現，由于這些大型商場營業面積大、體量大、人員流動大，使得大型商場的自動化消防系統面臨著巨大的挑戰，應用新技術調整系統結構事在必行。

一、藍牙技術概述

藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，其宗旨是提供一種短距離的無線傳輸應用技術。它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。本世紀初以來，著名的信息業界巨頭微軟、摩托羅拉、朗訊大力推廣藍牙技術，從而在全球范圍內掀起了一股“藍牙”熱潮。全球業界開發了一大批藍牙技術的應用產品，使藍牙技術呈現出極其廣闊的市場前景，并預示著將迎來波瀾壯闊的全球無線通信浪潮。在自動化消防系統中采用藍牙技術實現無線傳輸，具有其他技術無法比擬的優勢。

藍牙技術的系統結構分為三大部分:底層硬件模塊、中間協議層和高層應用。底層硬件部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM)。無線跳頻層通過2.4GHz無需授權的ISM頻段的微波，實現數據位流的過濾和傳輸，該層協議主要定義了藍牙收發器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件;基帶負責跳頻，以及藍牙數據和信息幀的傳輸;鏈路管理負責連接、建立和拆除鏈路并進行安全控制。

中間協議層包括邏輯鏈路控制和適應協議、服務發現協議、串口仿真協議和電話通信協議。邏輯鏈路控制和適應協議具有完成數據拆裝、控制服務質量和復用協議的功能，該層協議是其他各層協議實現的基礎;服務發現協議層為上層應用程序提供一種機制來發現網絡中可用的服務及其特性;串口仿真協議層具有仿真9針RS232串口的功能;電話通信協議層則提供藍牙設備間話音和數據的呼叫控制指令。

在藍牙協議棧的最上部是各種高層應用框架。其中較典型的有撥號網絡、耳機、局域網訪問、文件傳輸等，它們分別對應一種應用模式。各種應用程序可以通過各自對應的應用模式實現無線通信。撥號網絡應用可通過仿真串口訪問微微網(Piconet)，數據設備也可由此接入傳統的局域網;使得整個系統之間不需要任何連線，就能快速、靈活地進行文件傳輸和共享信息，多臺設備也可由此實現同步操作。

總之，整個藍牙協議結構簡單，使用重傳機制來保證鏈路的可靠性，在基帶、鏈路管理和應用層中還可實行分級的多種安全機制，并且通過跳頻技術可以消除網絡環境中來自其他無線設備的干擾。

二、自動化消防系統的含義及存在問題

自動化消防系統是一種能夠及時發現和通報火情，并采取有效措施控制和撲滅火災而設置在建筑物中或其他場所的自動消防設施，自動化消防系統是大型商場消防設施的重要組成部分，其主要作用是對火災進行早期報警，同時具有對消防設備進行控制、引導人員疏散、傳遞滅火活動信息等功能。自動化消防系統是由感應觸發裝置、火災警報裝置，以及其他裝置和聯控設備組成的，它的基本原理是:能在火災初期，將燃燒產生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，經過控制器的綜合處理，產生若干輸出信號和發出火災聲光警報，一方面使所有消防聯鎖子系統動作，如關閉空調系統、啟動排煙系統和消防水加壓泵系統、啟動疏散指示、事故照明和應急廣播系統等;另一方面使自動消防設備的滅火延時裝置動作，經規定的延時后，自動滅火，自動化消防系統對于撲滅初期火災，最大限度的減少因火災造成的生命和財產的損失具有非常重要的作用。有關資料統計表明:凡是安裝了自動化消防系統的場所，發生了火災一般地說都能及早報警，避免重大火災事故的釀成。在城市中大型建筑物根據國家標準《高層民用建筑設計防火規范》、《建筑設計防火規范》，以及國際相關組織的有關條文規定均需安裝自動化消防系統，可以說自動化消防系統在消防安全保衛工作中發揮了重要作用。

自動化消防系統在我國已經得到了廣泛的研究與應用，但是該系統還存在著許多缺陷和不足，目前，自動化消防系統多采用傳統有線方式進行布線連接，線路耗材多，造價高，功耗大，抗干擾能力低，設計、施工與維護復雜。而且，由于采用有線方式連接，線路由于商場環境中的氣流、灰塵、濕氣、靜電干擾的影響容易老化、腐蝕、磨損，故障發生率多，誤報、漏報情況時有發生。有線方式被無線取代不可避免。

三、基于藍牙技術實現自動化消防系統的特點及系統結構

藍牙技術的應用范圍已經相當廣泛，可以廣泛應用于局域網絡中各類數據及控制設備，藍牙無線通訊方式將系統中的設備連成一個微微網(Piconet)，多個微微網之間也可以進行互連接，從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。藍牙技術實現自動化消防系統具有其他方式無法比擬的優勢:(1)基于藍牙技術的自動化消防系統傳輸數據能夠穿透阻礙物，沒有方向限制，非常適合結構復雜的大型商業建筑;(2)藍牙技術采用跳頻擴頻技術將2.4GHz到2.4835GHz之間劃分出79個頻點，根據piconet的主單元確定的跳頻為隨機序列每秒鐘1600跳，使其無線鏈路自身具備了更高的安全性和抗干擾能力;(3)傳輸距離。目前藍牙技術的工作距離是10米以內，經過增加射頻功率后可達到100米。這樣的工作范圍使得藍牙可以保證較高的數據傳輸速率，同時可以降低其他電子產品和無線電技術的干擾，有利于系統的安全性;(4)藍牙成本低、體積小，可用于連接更多的設備，非常適用于商場較為復雜的消防系統。

四、運用藍牙技術的自動化消防系統實現過程

運用藍牙技術的自動化消防系統，一般系統由以下幾個部分組成:(1)感應裝置:如煙感，溫感等;(2)警報裝置:如警鈴、廣播等;(3)主機控制器(包括報警主機、廣播主機、電話主機等);(4)其他裝置及聯控設備:如聯動模塊、輸入模塊、短路隔離器等。當發生火災時，感應裝置首先探測到火災信號，并迅速將信號傳遞給報警主機，主機確認火災信號后，通過相關聯動模塊，控制相應的聯動裝置動作。

在通過藍牙連接的一個微微網(Piconet)中，所有設備都是級別相同的組件，具有相同的權限。我們可以將主機控制器定義為主組件，感應裝置定義為從組件。藍牙支持三種節能工作模式:保持方式(HOLD)、監聽方式(SNIFF)和休眠方式(PARK)。主組件可將從組件設置為保持方式，從組件也可以要求轉入保持方式，此時內部定時器工作，連接幾個微微網(Piconet)或低功耗器件(如煙感，溫感)的組件常使用保持方式。保持模式適合火災感應裝置在多數時間內沒有數據傳輸的情況，我們可以通過主機控制器把感應裝置置為保持工作模式。在這種模式下，微微網只有一個內部計數器在工作。一旦某個感應裝置探測到火情，處于保持模式的組件被激活，火災感應裝置監測感受到的火災信息由基帶晶片分析處理轉化成電信號后，通過射頻晶片傳送給報警控制器，和有線工作方式一樣，由控制器進行綜合處理，在確認火災后，啟動相關層的警報裝置及聯動設備(如噴淋閥、排煙閥等)。

五、結束語

隨著市場經濟的不斷發展，大型商場已具有成為商業建筑主流形式的趨勢，本文給出了一種應用于藍牙技術實現大型商場自動化消防系統的模型，并對其實現過程，以及各個環節采用的基本技術進行了介紹。該系統具有組網簡單方便，系統擴展性好、低功耗、通訊安全性好等特點。適合城市中大型商業建筑進行自動化消防系統設計時使用。

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