基于Zigbee技术的失火公交定位系统

提出了一种公交火灾的快速定位系统。该系统应用了Zigbee无线网络技术，在公交车内装配烟感传感器和定位芯片，配合起着Zigbee网络中路由和定位参考节点作用的Zigbee芯片，将公交车是否发生火灾的状态以及公交车的实时位置发送给上级管理计算机。该系统能够缩短公交发生火灾后的救援响应时间，减少人民群众的生命财产损失，在实际应用中有重要意义。

公交车火灾已经成为公交安全的重要隐患，它威胁到人民群众的生命财产安全，使人们对公交车安全的信任度降低。公交车火灾的预防非常重要，而发生起火后的及时救援也同样极为重要。从发生火灾到联系人员救护需要一段时间，如果能尽可能缩短这段时间，当公交车发生火灾后救援人员能够在第一时间赶到现场，就会减少很多人员伤亡和财产损失。因此，公交起火后的快速定位和快速报警显得尤为重要。基于这种需要，本文提出了一种基于Zigbee无线网络的公交火灾快速定位系统，当位于公交车内的传感器检测到火灾时，能立即将信号传给消防中心，同时定位传感器也将公交车的位置上传给消防中心，消防中心就能立刻依据定位系统上报的地点安排对发生火灾的公交的消防救护工作，以将人身财产损失降到最低。Zigbee网络具有灵活简易的组网能力，成本、功耗较低，能够满足在大范围城市公交线路上组网检测、定位的要求。

1 系统总体设计

本公交火灾快速定位系统由底层数据采集网络、网关和上层管理中心组成。底层数据采集网络负责火灾信号和公交车位置两种信息的采集。网关负责构建、维护及管理Zigbee网络，同时将底层数据传给上层计算机。
上层的管理计算机位于消防中心，当收到火灾报警时控制人员可以立即知晓并派出消防车，同时联系医护人员进行救护。
网关在此选择Zigbee芯片CC2430进行设计。CC2430是系统级芯片(SOC)，内部集成了工业级小巧高效的8051控制器。CC2430的核心是高性能的2．4 GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器。CC2430为Zigbee网络中的路由器和节点分配网络地址，起协调器的作用。
底层信息采集网络主要由检测火灾的传感节点和定位节点组成，同时包括协助定位并充当路由器功能的参考节点。火灾检测节点由烟感传感器、基于Zigbee标准的射频芯片CC2430组成，定位节点选用CC2431芯片进行设计。CC2431芯片内部具有定位引擎。图1为公交火灾定位系统框架图。采集到的现场信息由下至上传至管理中心计算机。

2 Zigbee无线网络

Zigbee具有简易灵活的组网能力，而它的功耗、成本与其它无线网络相比均具有优势，因此本设计中选用Zigbee网络进行数据传输。Zig bee的无线mesh网络可以以"多级跳"的方式实现信号传播，具有自组织和自愈功能。Zigbee网络的抗干扰性和可靠性均符合要求，其抗干扰性与蓝牙、WLAN在相同的情况下相比有明显优势。Zigbee技术在抗干扰能力和通信可靠性上的优势得益于RF物理层和通信协议上的设计。实验证明IEEE 802．15．4／ZigBee的误码率，特别是在信噪比为4 dB的情况下可达到10-9；达到同样误码率，蓝牙／802．15．1信噪比要达16 dB，802．11b要达10 dB，可见ZigBee的抗干扰性能明显高于蓝牙和WLAN。