传感器由两对红外发射接收管组成，D3、D4作为烟雾采集，D5、D6作为周围环境光照强度的采集(用于消除光照对烟雾采集的影响)。D5、D6分别套到一根6 cm长透明玻璃管的两端；D3、D4也分别套到一根6 cm长透明玻璃管的两端,在玻璃管的中间开一个长度4 cm的对穿窗口用于采集烟雾。VR1用于灵敏度调节。
　从图4可看出，当环境光照变化时，只要D4、D6特性一样，它们变化的电压差ΔU1一样。当有烟雾进入烟雾传感器的窗口时，D3发射红外光线受到烟雾颗粒散射、吸收，D4电压发生变化，变化量为ΔU2。

　由式(1)可知环境的光照对该传感器影响不大。
　该传感器还具有睡眠的功能，可进行间歇式工作以降低功耗。当SLEEP为高电平时，T1截止，传感器处于休眠状态；当SLEEP为低电平时，T1导通传感器处于工作状态。
    (4)电池备用电路
　数据中心节点一旦断电，则网络必须重新组织，所以设计可充电的电池备用电路。
　(5)本地报警电路
　报警电路采用三声的报警芯片C002，可发出110、120、119三种声音，设计中采用发119的报警声音。
　(6)火灾温度监测
　火灾温度检测所用的温度传感器采用MSP430芯片内部自带的监测芯片温度传感器。MSP430是超低功耗的，所以芯片自身几乎没有产生热量。且设计中对温度监测并不需要非常精确，因此采用MSP430内部的温度传感器即可满足设计要求。
3 节点软件设计
　(1)火灾探测节点程序设计
　火灾探测节点是一个休眠设备，1.5 s唤醒一次。当火灾探测节点唤醒时，开启AD进行温度、电池电压、烟雾采样，开启AD的同时关闭CPU以降低功耗，采样后开启CPU。采样后对数据处理(温度是否超过限定温度火灾是否有烟雾，若有报警则发送报警信息)，之后通过CC2500把所有数据发送到数据接入点[4]。程序流程图如图5所示。

　(2)数据接入点软件设计
　数据接入节点是实时工作的节点，主要功能是本地报警和接收火灾节点的数据并传送到PC机。本地报警一旦触发必需人为解除否则一直报警，解除报警可通过按键，也可通过上位机的“停止报警”按钮停止报警。
　(3)监控报警系统设计
　GSM远程报警主要是发送火灾地点信息到手机并拨打电话提醒有短信的到来，GSM模块采用SIM300 GPRS模块。SIM300发送SMS信息有3种模式：BLOCk模式、Text模式和PDU模式。设计中采用了PDU模式，PDU模式下可以发送中文短信息。在PDU模式下只需对数据进行编码，通过AT指令就可以实现短信的发送。
　监控主界面能够实时显示各个节点的信息，包括地点、当前温度、烟雾、时间、报警信息。还有当节点的电压低于2.5 V时，改变文本框的颜色提示警告，电池电量低需要更换电池。监控系统的数据监控传输和GSM远程报警都是采用串口来实现的。当有火警时，自动把报警信息存到数据库当中。
4 系统测试
　(1)系统覆盖范围测试
　覆盖范围是无线传感网一个很重要的参数，发射功率对覆盖范围有很大的影响。在设计过程中做了单点覆盖范围测试，在不同的发射功率下和不同环境下的覆盖范围如表1所示。

    测试结果显示在发射功率为0 dBm时，室外的覆盖可达到12 m左右，室内的覆盖也有10 m左右，这样的覆盖范围可以满足本设计的需要。当发射功率设为-10 dBm的时候覆盖情况明显变差。
　(2)系统整机测试
　接入节点和GSM模块接入到PC机，设置端口号、波特率、校验位、数据位和停止位。参数设置完成后，测试GSM报警模块是否连接正常，把火灾节点接入网络。无线网络组织成功后就可进行整机测试。
　采用SimplICi Ti无线网络协议组织节点网络，节点采集温度、烟雾等信息通过无线网络传至数据中心节点，由数据中心节点对数据进行处理，处理完成的数据传送至PC机监控。若在数据处理中发现有险情，则触发本地报警，并把报警信息传输至PC机实现远程报警(短信和拨打电话)。为了能让救援工作在第一时间展开，设计可扩展为联防报警。本设计的火灾节点为超低功耗，休眠时只有不到1 ?滋A电流，具有较强的工程实践意义和应用前景。
参考文献
[1] 李文仲，段朝玉. CC1110/CC2510无线单片机和无线自组织网络入门与实战[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2008.
[2] 胡大可. MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社,2002.
[3] 徐晓明，叶盛,胡浩. 新型光电式烟雾传感器及其应用[J].仪器仪表学报,2002，23(3)增刊：117-118.
[4] 张晞，王德银,张晨. MSP430系列单片机实用C语言程序设计[M]. 北京:人民邮电出版社,2005.

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