藍(lán)牙技術(shù)與無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

　　現(xiàn)代通信技術(shù)正走向網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)分組化、窄帶接入技術(shù)無線化。在無線接入領(lǐng)域，早期采用的是電路型傳輸方式和分組傳輸技術(shù)，最近由Ericsson、Intel、Nokia、Toshiba、IBM五家公司組成的藍(lán)牙特殊利益集團(tuán)SIG聯(lián)手推出了藍(lán)牙計(jì)劃(Bluetooth)。藍(lán)牙，正以其體積小、成本低、穿透性強(qiáng)等特性逐漸成為數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的一支新秀，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中采用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線傳輸，具有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

　　一、藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介

　　“藍(lán)牙”技術(shù)是通用型無線信號(hào)傳輸接口及其操控軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，是短程無線連接設(shè)備的具有較低波形因數(shù)的技術(shù)規(guī)范。它的目的是使網(wǎng)絡(luò)無所不在，即用無線技術(shù)取代現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接，使不同廠家生產(chǎn)的硬件能夠在無線連接的情況下，在近距離范圍內(nèi)具有交互信息和交叉操作的可能性。它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為已存在的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和外設(shè)提供通用接口，從而組建一個(gè)遠(yuǎn)距離固定網(wǎng)絡(luò)的特別連接設(shè)備群，并利用無線電波在兩個(gè)電子設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)或其他數(shù)碼形式的內(nèi)容。

　　藍(lán)牙系統(tǒng)由無線單元、鏈路控制單元、鏈路管理、軟件功能四個(gè)功能單元組成，其核心技術(shù)是由大小都是9mm×9mm的基帶和射頻晶片組成的微晶片組。基帶晶片通過內(nèi)建的無線通訊協(xié)定，進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)碼信息處理，讓不同的藍(lán)牙產(chǎn)品交換資料;射頻晶片負(fù)責(zé)發(fā)射信號(hào)。藍(lán)牙技術(shù)強(qiáng)調(diào)小體積、低功率、低單價(jià)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接。我們通常把通過藍(lán)牙技術(shù)連接在一起的所有設(shè)備稱為一個(gè)piconet，幾個(gè)piconet可以被連接在一起，靠跳頻順序識(shí)別每個(gè)piconet，同一piconet所有用戶都與這個(gè)跳頻順序同步。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以被描述為“多piconet”結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，在帶有10個(gè)全負(fù)載的獨(dú)立的piconet的情況下，全雙工數(shù)據(jù)速率可超過6Mb/s。

　　藍(lán)牙的其他特性：1、藍(lán)牙工作在國(guó)際開放的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，在這一頻段，用戶使用設(shè)備不需要向?qū)ｉT管理機(jī)構(gòu)申請(qǐng)頻率的使用權(quán)限;2、采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)將2.4GHz到2.4835GHz之間劃分出79個(gè)頻點(diǎn)，根據(jù)piconet的主單元確定的跳頻為隨機(jī)序列每秒鐘1600跳，使其無線鏈路自身具備了更高的安全性和抗干擾能力;3、傳輸距離。目前的工作距離是10米以內(nèi)，經(jīng)過增加射頻功率后可達(dá)到100米。這樣的工作范圍使得藍(lán)牙可以保證較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)可以降低其他電子產(chǎn)品和無線電技術(shù)的干擾，有利于系統(tǒng)的安全性;4、調(diào)制方式采用GFSK，BT=0.5，正頻偏表示“1”，負(fù)頻偏表示“0”;5、采用時(shí)分復(fù)用多路訪問技術(shù)，每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在自己的時(shí)隙中采用數(shù)據(jù)包的形式按時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)，可以有效地避免無線通信中的“碰撞”和“隱藏終端”等問題;6、支持同步定向連接(SCO)和異步無連接(ACL)兩種連接類型，兩種連接類型都使用TDD(時(shí)分雙工傳輸方案)實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸;7、基帶控制器采用三種糾錯(cuò)方案以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無差錯(cuò)傳輸;8、空中接口建立在天線電平為0dBm的基礎(chǔ)上的，遵循FCC(美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì))有關(guān)電平為0dBm的ISM頻段的標(biāo)準(zhǔn);9、符合藍(lán)牙1.0b版本的規(guī)范：軟件版本為re.1.08，硬件版本為DIG8043390。

　　二、現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的缺陷

　　火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是一種能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和通報(bào)火情，并采取有效措施控制和撲滅火災(zāi)而設(shè)置在建筑物中或其它場(chǎng)所的自動(dòng)消防設(shè)施，是提高建筑物的防災(zāi)自救能力，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，減少火災(zāi)危害的有力工具。它通常由火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警控制器以及消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)裝置等組成，按照火災(zāi)探測(cè)器及各類功能模塊與報(bào)警控制器的連接方式，可以分為多線制和總線制兩種形式。其基本工作過程是：被監(jiān)控場(chǎng)所的火災(zāi)信息(如煙霧、溫度、火焰光、可燃?xì)獾?由探測(cè)器監(jiān)測(cè)感受并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)形式送往報(bào)警控制器，由控制器判斷、處理和運(yùn)算，確認(rèn)火災(zāi)后，產(chǎn)生若干輸出信號(hào)和發(fā)出火災(zāi)聲光警報(bào)，一方面使所有消防聯(lián)鎖子系統(tǒng)動(dòng)作，如關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)、啟動(dòng)排煙系統(tǒng)和消防水加壓泵系統(tǒng)、啟動(dòng)疏散指示、事故照明和應(yīng)急廣播系統(tǒng)等;另一方面使自動(dòng)消防設(shè)備的滅火延時(shí)裝置動(dòng)作，經(jīng)規(guī)定的延時(shí)后，自動(dòng)滅火。在目前，探測(cè)器采用兩條或多條的銅芯絕緣導(dǎo)線或銅芯電纜穿管后與控制器相接，系統(tǒng)耗材多，造價(jià)高，功耗大，抗干擾能力低，設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)復(fù)雜。而且，由于采用硬線連接，線路容易老化或遭到腐蝕、鼠咬、磨損，故障發(fā)生率多，誤報(bào)率高。有線方式被無線取代不可避免。

　　三、藍(lán)牙技術(shù)與紅外技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　藍(lán)牙主要應(yīng)用在短距無線局域網(wǎng)上，這與Ir?DA(紅外線無線傳輸)的應(yīng)用范圍相類似。在物理特性上，藍(lán)牙具有紅外無法比擬的優(yōu)勢(shì)：1、紅外線不能穿透阻礙物，藍(lán)牙可穿過;2、紅外線在傳送數(shù)據(jù)時(shí)有方向上的限制，要求兩個(gè)接口必須正對(duì)，藍(lán)牙不需要;3、藍(lán)牙能把一個(gè)設(shè)備連接到LAN和WAN，甚至支持全球漫游;4、藍(lán)牙成本低、體積小，可用于更多的設(shè)備;5、藍(lán)牙支持呼吸模式、保持模式和暫停模式三種節(jié)能工作模式;6、紅外線無線傳輸距離只有1m左右，藍(lán)牙傳輸距離達(dá)10至100m;7、藍(lán)牙支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸。

　　當(dāng)然，與紅外技術(shù)相比，藍(lán)牙技術(shù)也有自己的不足，主要是當(dāng)前的價(jià)位較高，而且，藍(lán)牙的傳輸速度比不上紅外線。

　　四、運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)工作過程

　　在通過藍(lán)牙連接的一個(gè)piconet中，所有設(shè)備都是級(jí)別相同的單元，具有相同的權(quán)限。在pi?conet網(wǎng)絡(luò)初建時(shí)，可以將報(bào)警控制器定義為主，火災(zāi)探測(cè)器定義為輔?？紤]到在藍(lán)牙支持的三種節(jié)能工作模式，保持模式適用于連接好幾個(gè)pi?conet以及像溫度傳感器、火焰探測(cè)器等耗能低的設(shè)備，適合火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中火災(zāi)探測(cè)設(shè)備在多數(shù)時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，我們可以通過報(bào)警控制器把火災(zāi)探測(cè)器置為保持工作模式。在這種模式下，piconet只有一個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器在工作。一旦某個(gè)火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)到火情，處于保持模式的單元被激活，火災(zāi)探測(cè)器監(jiān)測(cè)感受到的火災(zāi)信息由基帶晶片分析處理轉(zhuǎn)化成電信號(hào)后，通過射頻晶片傳送給報(bào)警控制器，和有線工作方式一樣，由控制器集中判斷、處理、運(yùn)算并確認(rèn)火災(zāi)后，控制相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)裝置動(dòng)作。

　　目前，眾多廠商已經(jīng)推出具有藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品，設(shè)備間真正實(shí)現(xiàn)了“無縫連接，隨時(shí)在線”?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用無線技術(shù)，對(duì)于降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工成本，減少誤報(bào)率，提高系統(tǒng)的可靠性具有其他技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用藍(lán)牙，前景廣闊。

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