摘要：為解決目前火災自動報警及其聯動系統信號采集時布線困難，尤其是聯動系統信號采集點分散的問題，設計了一套采用ARM處理器、傳感器、ZigBee網絡、無線通信等技術組成的火災信息數據無線采集系統。該系統主要由數據采集與控制模塊、ZigBee數傳模塊及傳輸設備組成。其中數據采集與控制模塊負責采集火災自動報警系統的信息，ZigBee數傳模塊負責將采集到的數據傳送給傳輸設備，傳輸設備將接收到的數據通過電話、Internet網或無線網絡遠傳到集中監控中心。經過連接火災報警聯動系統實驗，此套系統數據采集準確及時，工作可靠穩定。
關鍵詞：ZigBee；ARM；數據采集；火災報警

消防聯網監控系統在我國已經日益發展起來，現在許多城市已經建立起了城市消防聯網監控系統，一些企業也將自己的火災報警設備通過傳輸設備實現了聯網，建立一個監控中心進行集中監控管理。而在實際的聯網中，尤其是企業網，因為客戶需要監控的信息較多，被監控的消防設備安裝分散，從而產生了數據采集困難的問題。本文介紹的系統是在消防聯網監控系統的基礎上延伸的一套數據采集系統，將以前無法進行數據采集或很難進行數據采集的聯動控制系統上的數據信息通過安裝一個數據采集模塊，通過短距離無線通信集中傳送到傳輸設備上，再由傳輸設備將數據遠傳給消防監控中心。

1 系統組成
1．1 系統結構及工作原理
系統結構如圖1所示。消防監控中心是由PC機、數據接收及處理軟件、數據庫等組成的一套監控系統，可以通過互聯網、公用電話網或無線網絡接收由傳輸設備上傳的信息，這些信息包括火災自動報警控制系統的火警、故障、消音、復位及其他聯動信息。傳輸設備將火災自動報警系統的信息進行采集整理，通過電話網絡或者Internet網絡或者GPRS網上傳給消防監控中心。現場的數據采集模塊通過串口或開關量采集聯動設備和火災自動報警系統的信息。

1．2 消防監控中心及傳輸設備
目前，在國內已經有很多城市建立起了城市遠程消防聯網監控系統，此系統常年實時監控城市中聯網用戶火災自動報警設備的運行狀況及人員值班情況。系統中的聯網用戶通過傳輸設備可以快速、準確地將火災自動報警設備的火警、運行狀態、人員值班情況等信息通過傳輸網絡傳送至消防監控中心，中心根據掌握的詳細的火警信息、GIS地理信息、現場視頻圖像信息及滅火預案為消防部門快速反應提供輔助決策，達到早期發現火警，及時報警，快速滅火的目的，并根據上傳的消防設施運行信息為公安消防部門提供聯網用戶消防設施運行狀態信息，從而實現對聯網用戶消防設施及值班人員的雙重管理，保障消防設施的正常運行。
1．3 ZigBee無線網絡
ZigBee通信技術的前身是“HomeRFlite”技術，其核心協議由IEEE 802．15．4工作組制定，高層應用、互聯互通測試及市場推廣由Zig Bee聯盟負責。ZigBee具有低成本、低功耗、雙向傳輸、感應網絡功能等特點。ZigBee作為一種無線連接，可工作在2．4 GHz，868 MHz和915 MHz三個頻段上。通過近幾年來的發展，通信距離由當初的幾十米到現在的幾百米乃至上千米。而在安全方面，ZigBee提供了完善的認證及加密技術，認證技術能有效阻止攻擊者修改一個設備來模仿另外一個設備對系統網絡的攻擊；同時，ZigBee使用128位AES加密算法，這種加密保護可應用在網絡層和設備層上。正是由于ZigBee技術所具有的低功耗、低成本、高容量、高安全及免執照頻段使用等特點，使其在PC外設(鼠標、鍵盤、游戲操控桿)、消費類電子設備(TV，VCR，CD，VCD，DVD等設備上的遙控裝置)、家庭內智能控制(照明、煤氣計量控制及報警等)、玩具(電子寵物)、醫護(監視器和傳感器)、工控(監視器、傳感器和自動控制設備)等領域的使用具有相當大的優勢。
1．4 數據采集模塊
數據采集模塊設計有1路串口(RS 232，RS 485可選)、8路模擬量、4路開關量(2路有源和2路無源)及4路開關量輸出，其結構如圖2所示。豐富的數據采集端口基本包括了火災自動報警控制系統及其聯動系統的數據輸出端口，保證了模塊的適用性，同時，4路繼電器輸出型開關量能通過監控中心進行開關與閉合的控制，能給一些需要遠程控制的設備提供開關與閉合的控制信號。

數據采集模塊的主控芯片采用NXP的LPC2132，LPC2132是一款ARM7系列的CPU，具有多個32位定時器、1個10位8路的ADC、10位DAC、PWM通道、47個GPIO以及多達9個邊沿或電平觸發的外部中斷，特別適用于工控系統。ZigBee無線通信芯片采用美國CEL公司的MeshConnect模塊集成CPU的單片ZigBee芯片，它遵從ZigBee規范和IEEE 802．15．4標準，由一個含有基帶modem的射頻收發器、硬連線的MAC和內嵌8051內核的微控制器(帶有內部FLASH存儲器)組成，它內建ZigBee協議棧，通過串口與LPC2132進行數據通信。模塊的高度集成極大地簡化了設計、降低了功耗，節約了整個系統的成本。