1、WIFI下挪動(dòng)正壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究 摘要：伴隨生活程度的進(jìn)步，建筑施工單位的簡(jiǎn)易工棚生活區(qū)內(nèi)的用電設(shè)備日益增多，假如使用不當(dāng)易出現(xiàn)平安隱患。傳統(tǒng)的永久、固定式正壓送風(fēng)系統(tǒng)建造本錢(qián)高，不合適這種臨時(shí)性住宿生活區(qū)。本設(shè)計(jì)以STC15W4K56S4單片機(jī)為核心，采用MQ-2煙霧探測(cè)器，采用ESP8266設(shè)備與路由器連接，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信功能。整個(gè)正壓送風(fēng)管理系統(tǒng)從一般的有線(xiàn)形式變成了可挪動(dòng)式的無(wú)線(xiàn)形式，系統(tǒng)變得更加的靈敏、便捷，同時(shí)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還對(duì)今后的智能樓宇的消防監(jiān)測(cè)以及疏散指示等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很好的借鑒意義。關(guān)鍵詞：STC15W4K56S4；MQ-2；ESP8266；正壓送風(fēng)系統(tǒng)0引言當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，

2、正壓送風(fēng)系統(tǒng)可以對(duì)逃生通道送入足夠新穎的空氣，使其氣壓高于外部氣壓，著火時(shí)產(chǎn)生的煙霧被排到樓梯外，使人員不會(huì)因?yàn)槲胗泻Φ臒熿F而窒息傷亡。建筑施工單位的住宿區(qū)，由于是簡(jiǎn)易工棚生活區(qū)，不合適做永久、固定式的正壓送風(fēng)消防平安設(shè)施，但是工人的生活程度隨著社會(huì)開(kāi)展在逐步進(jìn)步，生活區(qū)內(nèi)的各式生活用電設(shè)備的數(shù)量和種類(lèi)也在逐年不斷地增加，因此，平安隱患也隨之而日益明顯。在建筑施工單位的管理過(guò)程中，假設(shè)缺乏一套強(qiáng)有力的消防平安管理系統(tǒng)與科學(xué)的消防控制策略，那么會(huì)產(chǎn)生大量的問(wèn)題，進(jìn)而影響施工的順利開(kāi)展。本文結(jié)適宜合的煙霧報(bào)警傳感器模塊與控制器等電路模塊設(shè)計(jì)的基于WIFI技術(shù)的挪動(dòng)正壓送風(fēng)系統(tǒng)，可以對(duì)工棚生活區(qū)等

3、簡(jiǎn)易建筑的火警火情進(jìn)展全天候有效地施行監(jiān)控，來(lái)確保消防平安。1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)按照設(shè)備可分為下位機(jī)與上位機(jī)兩部分，上、下位機(jī)借助無(wú)線(xiàn)路由器構(gòu)成局域網(wǎng)，完成整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)連接成網(wǎng)。下位機(jī)由STC15單片機(jī)電路、MQ-2煙霧探測(cè)模塊、繼電器控制電路模塊、ESP8266WIFI無(wú)線(xiàn)傳輸模塊電路組成；上位機(jī)以電腦為載體，開(kāi)發(fā)基于LabVIEW的應(yīng)用軟件，進(jìn)展上、下位機(jī)交互即遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制【1】。系統(tǒng)整體構(gòu)造框圖如圖1所示。上位機(jī)即遠(yuǎn)程報(bào)警及監(jiān)控端，使用電腦登陸無(wú)線(xiàn)路由器，通過(guò)TCP/IP協(xié)議接收上位機(jī)監(jiān)控軟件根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀況，通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器發(fā)送相應(yīng)的控制指令，再借助WIFI模塊發(fā)送至單片機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)繼

4、電器模塊控制相應(yīng)電氣回路。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及控制功能，那么要采用ESP8266WiFi模塊。該無(wú)線(xiàn)傳輸模塊是一種嵌入式串口通信方式的WIFI模塊產(chǎn)品，在物聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)可作組網(wǎng)之用。2硬件電路設(shè)計(jì)通常，在設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，代碼越復(fù)雜、繁瑣，常常會(huì)因?yàn)槠凭`的純?cè)诙鴮?dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤。為防止系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)的硬件電路遵循簡(jiǎn)約的宗旨，已完成系統(tǒng)功能要求所需最少電路為原那么。因此，在選擇核心部分時(shí)，將報(bào)警設(shè)備的可靠、穩(wěn)定作為選擇的最重要衡量指標(biāo)之一。本設(shè)計(jì)采用STC15W4K56S4單片機(jī)作為報(bào)警及控制端，因?yàn)槠錇樵鰪?qiáng)型8051CPU，速度快，內(nèi)置10位高速ADC，性?xún)r(jià)比非常高的，且能低

5、電壓工作，耗較低，合適小型智能化設(shè)備的開(kāi)發(fā)【2】。2.1WIFI硬件設(shè)計(jì)。ESP8266WiFi模塊的供電電源為3.3V單電源，其內(nèi)置32位處理器，具有強(qiáng)大的處理和存儲(chǔ)才能，可以實(shí)現(xiàn)串口無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)裙δ?，亦具有超低功耗的特點(diǎn)。本工程通過(guò)對(duì)WIFI模塊GPIO引腳控制，將其應(yīng)用于傳感器數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點(diǎn)。WIFI模塊原理圖如圖2所示，CHPD引腳接P3.5口，RET引腳接P3.6口，UTXD和URXD接P4.6和P4.7口即串口2。2.2煙霧傳感器硬件設(shè)計(jì)煙霧傳感器能實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范。的重要根據(jù)是其能監(jiān)測(cè)煙霧的濃度值。目前，煙霧傳感器類(lèi)型主要可分為：離子型和光電型兩大類(lèi)煙霧傳感器型號(hào)。其中，前者的檢測(cè)原

6、理是根據(jù)其內(nèi)部的電離子因煙霧粒子影響而造成其動(dòng)態(tài)平衡電流發(fā)生變化而進(jìn)展報(bào)警；后者的檢測(cè)原理是火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧粒子對(duì)其內(nèi)部的紅外光造成反射、折射進(jìn)而產(chǎn)生報(bào)警。綜合比擬上述兩者的特點(diǎn)，相較于光電式煙霧報(bào)警傳感器，離子煙霧報(bào)警傳感器對(duì)于體積相對(duì)較小的煙霧產(chǎn)生的顆粒靈敏度更高。此次設(shè)計(jì)采用了MQ-2離子型煙霧傳感器，其探測(cè)范圍相對(duì)較廣，穩(wěn)定性較好、靈敏度較高，且與系統(tǒng)的控制器接口電路相對(duì)簡(jiǎn)易。煙霧傳感器模塊原理圖如圖3所示，數(shù)據(jù)引腳接穩(wěn)定輸出的上拉電阻后接P1.0口。2.3繼電器驅(qū)動(dòng)模塊。通常，工作電壓低的單片機(jī)控制系統(tǒng)其工作電流較小，因此，無(wú)法直接對(duì)大功率的用電設(shè)備進(jìn)展驅(qū)動(dòng)，所以，常常用繼電器作為單片

7、機(jī)與用電設(shè)備的接口連接電路。通過(guò)控制單片機(jī)的輸出口的高、低控制電平，即可控制繼電器的連通，從而控制與其連接的電氣設(shè)備與回路。繼電器驅(qū)動(dòng)模塊原理圖如圖4所示，單片機(jī)P2.6口控制繼電器通斷。3軟件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)為了配合相關(guān)硬件電路的工作，還與之配套地設(shè)計(jì)了上、下位機(jī)的相關(guān)軟件程序。下位機(jī)的軟件程序部分包含單片機(jī)系統(tǒng)程序、MQ-2煙霧監(jiān)測(cè)器采集程序、WIFI模塊的通信以及繼電器驅(qū)動(dòng)程序。同時(shí)為了使本次設(shè)計(jì)有更好的人機(jī)對(duì)話(huà)和交互體驗(yàn)，還自主設(shè)計(jì)了基于LabVIEW技術(shù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警監(jiān)測(cè)控制上位機(jī)軟件系統(tǒng)【3】。3.1ESP8266連接路由器。ESP8266通過(guò)路由器連接上位機(jī)的實(shí)現(xiàn)，連接上位機(jī)時(shí)ESP

8、8266使用到的指令：1將8266設(shè)置為STA形式：AT+CWMODE=12設(shè)置完之后重啟：AT+RST38266連接路由器發(fā)出的WiFi：AT+CWJAP=WiFi名;,WiFi密碼;4啟動(dòng)多連接：AT+CIPMUX=15建立server：AT+CIPSERVER=16通過(guò)協(xié)議、IP和端口連接效勞器：AT+CIPSTART=0,TCP;,192.168.1.1;,50007發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度：AT+CIPSEND=0,88發(fā)送數(shù)據(jù)：12345678借助網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，效勞器可以通過(guò)監(jiān)聽(tīng)窗口看到接收到的12345678;字符串。至此，ESP8266WiFi模塊連接到了由路由器構(gòu)建的局域網(wǎng)中【4】。3

9、.2下位機(jī)主流程圖。下位機(jī)主流程圖如圖5所示。首先開(kāi)場(chǎng)系統(tǒng)初始化，完成相關(guān)端口配置，同時(shí)將ESP8266WiFi模塊設(shè)置為效勞器形式。系統(tǒng)終端采集的煙霧數(shù)據(jù)經(jīng)STC15單片機(jī)處理后，相關(guān)數(shù)據(jù)由串口2利用WIFI模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由傳輸給上位機(jī)正壓送風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、記錄，同時(shí)根據(jù)閾值設(shè)定情況發(fā)送相應(yīng)控制命令，STC15單片機(jī)接收并處理相關(guān)控制命令，如此循環(huán)往復(fù)【5】。下位機(jī)主流程圖如圖5所示。3.3上位機(jī)拓?fù)鋱D。配合本系統(tǒng)工作的遠(yuǎn)程火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制在系統(tǒng)后臺(tái)內(nèi)置IP地址設(shè)置，以連接相應(yīng)的路由器，并與各采集終端聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成采集系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。主要工作界面包括閾值設(shè)置、當(dāng)前采集數(shù)據(jù)顯示、

10、煙霧報(bào)警顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、調(diào)控等幾個(gè)方面。將當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間和煙霧濃度進(jìn)展顯示，并定時(shí)發(fā)送采集到的煙霧濃度數(shù)據(jù)。假如煙霧濃度過(guò)高那么發(fā)出報(bào)警信號(hào)，即可控制風(fēng)機(jī)與風(fēng)門(mén)，進(jìn)展正壓送風(fēng)。并將煙霧濃度數(shù)據(jù)記錄在文本中【6】。上位機(jī)拓?fù)錁?gòu)造圖如圖6所示。4結(jié)果與分析該系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，一方面通過(guò)煙霧傳感器采集煙霧濃度參數(shù)，另一方面通過(guò)WIFI模塊傳輸數(shù)據(jù)和接收控制命令。監(jiān)測(cè)與報(bào)警的工作流程是：煙霧傳感器采集濃度數(shù)據(jù)，由單片機(jī)處理后，相關(guān)參數(shù)經(jīng)過(guò)WIFI模塊和無(wú)線(xiàn)路由器接入工作站，上位機(jī)客戶(hù)端應(yīng)用軟件將下位機(jī)所采集到的煙霧濃度數(shù)值實(shí)時(shí)地進(jìn)展波形顯示并進(jìn)展文本記錄，當(dāng)前煙霧濃度超過(guò)所預(yù)先設(shè)定的報(bào)警閾值時(shí)，上位機(jī)進(jìn)展報(bào)警指示，應(yīng)用軟件發(fā)送控制指令控制相應(yīng)電氣回路工作，控制流程為，控制指令經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器、WIFI模塊至下位機(jī)，下位機(jī)控制繼電器驅(qū)動(dòng)正壓送風(fēng)控制電氣回路動(dòng)作，開(kāi)啟相應(yīng)的電氣設(shè)備。系統(tǒng)的工作運(yùn)行圖如圖7所示。當(dāng)前系統(tǒng)采集的煙霧數(shù)值為236，高于系統(tǒng)設(shè)置的閾值230，上限報(bào)警燈亮起，同時(shí)同步發(fā)送了控制命令，接通繼電器模塊，開(kāi)啟了正壓送風(fēng)系統(tǒng)，反之，那么系統(tǒng)不動(dòng)作。同時(shí)，系統(tǒng)將相關(guān)的采集數(shù)據(jù)以文本形式記錄，以備日后查閱和調(diào)取。記錄格式如圖8所示。5完畢語(yǔ)本工程設(shè)計(jì)的基于WIFI的挪動(dòng)正壓送風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其本錢(qián)低廉，僅需ESP8266WiFi模塊配合單片機(jī)外接煙霧傳感器，就可