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蓝牙技术在高层建筑无线火灾自动报警系统的应用

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,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。
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【安防知识网】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,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、目前高层火灾自动报警系统的特点

  1.火灾自动报警系统在高层建筑应用的重要性

  随着经济的发展和建筑水平的提高,结构复杂功能繁多的高层建筑不断涌现,随着科学技术的进步,建筑材料和设备的发展,高层建筑显得越发生机勃勃,但随之而来的高层建筑火灾也不断发生,而且火灾损失大、火势蔓延途径多,蔓延速度快,伤亡大、扑救困难而不能不引起人们的重视。而火灾自动报警系统就是在当火灾发生初期,及时发现火灾并指令其他联动设备进行工作,起到了火灾初期预警,将火灾扑灭在起始阶段的重要作用。比如1971韩国汉城以高层建筑发生火灾,由于安装了自动报警系统,在火灾初期,该系统即时动作,未造成人员伤亡;而1980年6月23日美国纽约韦斯特克办公楼大火,由于火灾自动报警系统没有很好动作,结果导致137人伤亡,经济损失达1500万美元。由此可见火灾自动报警系统在高层建筑的作用是多么重要。

  2.目前高层火灾自动报警系统的基本做法

  根据GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》规定,高层火灾自动报警系统是由火灾自动报警系统一般由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置、和电源四部分组成以及消防控制联动设备,大多数时采用集中报警系统。集中报警系统是由集中报警控制器、区域报警控制器、火灾探测器、手动报警按钮、及联动控制设备,电源装置等组成,一般是用于一二级保护对象,控制中心报警系统一般是用于特级、一级保护对象,它除了集中报警控制器、区域报警控制器、火灾探测器外在消防控制室内增加了消防联动控制设备。被联动的设备包括火灾报警装置,火警电话、火灾应急照明,火灾应急广播,防排烟,通风空调,消防电梯和固定灭火装置等。也就是说集中报警系统加上了联动的消防控制设备就构成了控制中心报警系统。

  3. 目前高层自动火灾报警系统的连接方式

  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。

  二、目前火灾自动报警装置存在的缺陷

  目前火灾自动报警系统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。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;在平时运行时系统中要对火灾探测信息的基本处理、环境补偿、探头报脏和故障判断等功能由控制器返还给探测器,从而增加火灾报警控制器大量的信号处理负担,降低了系统巡检速度、稳定性和可靠性。

[nextpage]  三、运用蓝牙技术的火灾自动报警系统中的应用

  1.蓝牙技术简介

  “蓝牙”技术(Bluetooth)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。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。

  2.蓝牙的其他优点

  蓝牙主要应用在短距无线局域网上,这与IrDA(红外线无线传输)的应用范围相类似。在物理特性上,蓝牙具有无法比拟的优势:a.蓝牙可穿过能穿透阻碍物b.蓝牙在传送数据时不需要有方向上的限制,不许要两个接口必须正对c.蓝牙能把一个设备连接到LAN和WAN,甚至支持全球漫游d.蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备e.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f.蓝牙无线传输距离距离达10至100m,g.蓝牙支持点对多点的传输。

  3.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,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,在控制器上安装应用软件,由控制器集中判断、处理、运算并确认火灾后,将指令传输至联动控制设备,再由联动控制设备启动相应的联动装置动作。在整个传输过程中,除去了硬线的控制,提高了整个传输速度,为今后的维修保养提供了方便。

  四、蓝牙技术的在火灾报警系统中应用的前景

  在国外的某些高层建筑中已经采用蓝牙无线网络技术,在设备间真正实现了“无缝连接,随时在线”。蓝牙技术在无线技术火灾自动报警系统中应用,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,应用前景十分广阔。

  结束语:随着现代通信技术的不断发展,蓝牙技术正以其体积小、成本低、穿透性强等特性将逐渐取代现高层火灾自动报警系统的有线传输技术,并将在高层建筑中应用的越来越广泛,为火灾初期预警,减小火灾损失做出巨大贡献。

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