基于ZigBee的楼宇火灾精准定位系统的研究

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随着社会的快速发展,大型建筑物不像以前的建筑那样简单,而是一个有高度复杂的高楼。建筑物内部各种线路星罗棋布,内部结构复杂,如果没有路标,很容易找不到出口的。所以,一旦有火灾发生,那么疏散人群的工作就变得很复杂,进而就会带来很严重的后果,现在对智能楼宇火灾预防的研究上已经成为了一个很热门的话题,传统的传感器系统技术虽然已经成熟,但是建筑物内部的复杂结构,火源的难以及时发现,这给消防队员的灭火工作带来了困难,也使得传统的系统在应付现代化高层楼宇建筑上显得捉襟见肘。为了提高现代楼宇在火灾的预防上以及发生火灾时灭火的效率,本论文将提出基于ZIGBEE的楼宇火灾精准定位系统,以此来实现精准高效的灭火。本文的主要工作与创新如下:1、选择合适的传感器在火点的监测部分,选用了比较先进的火焰传感器,利用监测火焰的闪烁频率来判定是否有明火的产生,这样就比传统的温湿度传感器精确度高的多,再加上烟雾传感器予以辅助,就更加提高了精确性。2、完成了传感器采集工作后,然后将采集的信息参数通过zigbee网络进行通信,针对不同的大楼内部结构,传感器布点的方式有所不同,为了让无线网络发挥更高的效率,计算出相应的参数。根据参数进行布点,可以使整个网络有一个最高的效率。3、布完节点后,因为大楼内部结构复杂,不能及时发现火点的具体位置,所以需要给火点进行具体的定位,因为ZigBee本身就有随着距离变化功率发生变化的关系,所以根据ZigBee功率的衰减可以得到距离,得到距离后进而可以计算出具体的位置,但是这种基于RSSI的定位方式受环境,障碍物影响较大,所以需要对此算法进行改进,通过高斯滤波以及改进型卡尔曼滤波的方式进行算法的优化。4、利用matlab仿真,对比了没有滤波时和一般卡尔曼滤波以及改进型卡尔曼滤波在功率衰减模型中的滤波能力,通过仿真图可以明显看出,改进型卡尔曼滤波算法相比于一般卡尔曼滤波算法以及没有滤波时,它能很好的降低干扰,通过求解相同RSSI值时的平均距离误差,得到这三种RSSI的距离偏差,然后通过偏差值以及锚节点坐标就可以求出坐标误差。
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