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蓝牙技术在火灾自动报警系统中的应用及发展趋势

安防知识网 发表日期:2013-01-08 17:29:42 浏览次数:1580

  现代信息时代最大的特点就是更加方便快速的信息传播,有效的船舶速度符合当下人们的供求,鉴于这一点,工程技术人员也在努力开发更加出色的信息数据传输方式。现代通信技术正走向网络核心技术分组化、窄带接入技术无线化。在无线接入领域,早期采用的是电路型传输方式和分组传输技术,最近由Ericsson、Intel、Nokia、Toshiba、IBM五家公司组成的蓝牙特殊利益集团SIG联手推出了蓝牙计划(Bluetooth)。

  蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,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。蓝牙,正以其体积小、成本低、穿透性强等特性逐渐成为数据传输领域的一支新秀,在火灾自动报警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。

  一、蓝牙技术介绍

  “蓝牙”技术是通用型无线信号传输接口及其操控软件的公开标准,是短程无线连接设备的具有较低波形因数的技术规范。它的目的是使网络无所不在,即用无线技术取代现有的网络连接,使不同厂家生产的硬件能够在无线连接的情况下,在近距离范围内具有交互信息和交叉操作的可能性。它以低成本的近距离无线连接为基础,为已存在的数字网络和外设提供通用接口,从而组建一个远距离固定网络的特别连接设备群,并利用无线电波在两个电子设备之间传送数据或其他数码形式的内容。

  蓝牙系统由无线单元、链路控制单元、链路管理、软件功能四个功能单元组成,其核心技术是由大小都是9mm×9mm的基带和射频晶片组成的微晶片组。基带晶片通过内建的无线通讯协定,进行简单的数码信息处理,让不同的蓝牙产品交换资料;射频晶片负责发射信号。蓝牙技术强调小体积、低功率、低单价,支持点对点和点对多点连接。我们通常把通过蓝牙技术连接在一起的所有设备称为一个piconet,几个piconet可以被连接在一起,靠跳频顺序识别每个piconet,同一piconet所有用户都与这个跳频顺序同步。其拓扑结构可以被描述为“多piconet”结构,在这个结构中,在带有10个全负载的独立的piconet的情况下,全双工数据速率可超过6Mb/s。

  蓝牙的其他特性:

  1、蓝牙工作在国际开放的2.4GHzISM(即工业、科学、医学)频段,在这一频段,用户使用设备不需要向专门管理机构申请频率的使用权限;

  2、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、调制方式采用GFSK,BT=0.5,正频偏表示“1”,负频偏表示“0”;

  5、采用时分复用多路访问技术,每个蓝牙设备在自己的时隙中采用数据包的形式按时隙发送数据,可以有效地避免无线通信中的“碰撞”和“隐藏终端”等问题;

  6、支持同步定向连接(SCO)和异步无连接(ACL)两种连接类型,两种连接类型都使用TDD(时分双工传输方案)实现全双工传输;

  7、基带控制器采用三种纠错方案以实现数据的无差错传输;

  8、空中接口建立在天线电平为0dBm的基础上的,遵循FCC(美国联邦通信委员会)有关电平为0dBm的ISM频段的标准;

  9、符合蓝牙1.0b版本的规范:软件版本为re.1.08,硬件版本为DIG8043390。

  二、现代火灾自动报警系统的缺陷

  火灾自动报警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它场所的自动消防设施,是提高建筑物的防灾自救能力,将火灾消灭在萌芽状态,减少火灾危害的有力工具。

  它通常由火灾探测器、报警控制器以及消防设备联动装置等组成,按照火灾探测器及各类功能模块与报警控制器的连接方式,可以分为多线制和总线制两种形式。其基本工作过程是:被监控场所的火灾信息(如烟雾、温度、火焰光、可燃气等)由探测器监测感受并转换成电信号形式送往报警控制器,由控制器判断、处理和运算,确认火灾后,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。在目前,探测器采用两条或多条的铜芯绝缘导线或铜芯电缆穿管后与控制器相接,系统耗材多,造价高,功耗大,抗干扰能力低,设计、施工与维护复杂。而且,由于采用硬线连接,线路容易老化或遭到腐蚀、鼠咬、磨损,故障发生率多,误报率高。有线方式被无线取代不可避免。

  三、蓝牙技术与红外技术优缺点比较

  蓝牙主要应用在短距无线局域网上,这与Ir?DA(红外线无线传输)的应用范围相类似。在物理特性上,蓝牙具有红外无法比拟的优势:1、红外线不能穿透阻碍物,蓝牙可穿过;2、红外线在传送数据时有方向上的限制,要求两个接口必须正对,蓝牙不需要;3、蓝牙能把一个设备连接到LAN和WAN,甚至支持全球漫游;4、蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备;5、蓝牙支持呼吸模式、保持模式和暂停模式三种节能工作模式;6、红外线无线传输距离只有1m左右,蓝牙传输距离达10至100m;7、蓝牙支持点对多点的传输。

  当然,与红外技术相比,蓝牙技术也有自己的不足,主要是当前的价位较高,而且,蓝牙的传输速度比不上红外线。

  四、运用蓝牙技术的火灾自动报警系统工作过程

  在通过蓝牙连接的一个piconet中,所有设备都是级别相同的单元,具有相同的权限。在piconet网络初建时,可以将报警控制器定义为主,火灾探测器定义为辅。考虑到在蓝牙支持的三种节能工作模式,保持模式适用于连接好几个piconet以及像温度传感器、火焰探测器等耗能低的设备,适合火灾自动报警系统中火灾探测设备在多数时间内没有数据传输的情况,我们可以通过报警控制器把火灾探测器置为保持工作模式。在这种模式下,piconet只有一个内部计数器在工作。一旦某个火灾探测器探测到火情,处于保持模式的单元被激活,火灾探测器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,由控制器集中判断、处理、运算并确认火灾后,控制相应的联动装置动作。

  蓝牙无线网络技术的产品的出现,设备间真正实现了“无缝连接,随时在线”。火灾自动报警系统中应用无线技术,对于降低系统设计施工成本,减少误报率,提高系统的可靠性具有其他技术无可比拟的优势。因此,在火灾自动报警系统中应用蓝牙,前景广阔。

  蓝牙技术的出现补足了现阶段有线火灾自动报警系统的缺陷,通过对“蓝牙”技术的性能描述及其与红外无线技术的分析比较,运用蓝牙技术将火灾自动报警系统连接纽建成固定网络的远距离特别连接设备群,使火警信号在两个或多个电子设备之间通过无线传输进行信息交换和交叉操作的设想。同时,火灾自动报警系统中应用无线技术,对于降低系统设计施工成本,减少误报率,提高系统的可靠性与其他技术相比较具有无可比拟的优势。因此,在火灾自动报警系统中应用蓝牙技术,前景广阔。

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