基于Zigbee 的高校學(xué)生宿舍火災(zāi)預(yù)警應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計

潘 毅

（岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，岳陽 414000）

在實際發(fā)展過程中，各大高校在預(yù)防火災(zāi)以及火災(zāi)處理上做了很多工作，如定期組織學(xué)生進行消防演練、用電器的使用限制等等，但取得的效果卻是微乎其微。學(xué)生在生活過程中缺乏一些生活經(jīng)驗，往往會將一些火災(zāi)隱患忽略，而且宿舍管理人員也不可能隨時進行火情查看。為此，人們將Zigbee 應(yīng)用到高校學(xué)生宿舍應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計之中，為火災(zāi)預(yù)防和處理提供了良好條件。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 Zigbee 無線網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

Zigbee 技術(shù)隸屬于無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，具備低復(fù)雜度、低成本以及高速率等特點，應(yīng)用范圍十分廣泛。在Zigbee 網(wǎng)絡(luò)之中，常見的有三種設(shè)備，即協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點。另外，Zigbee 在應(yīng)用過程中也會以各個獨立工作節(jié)點為依托，并用過無線通信組成星形和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，為后續(xù)工作開展提供基礎(chǔ)條件。

1.2 系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)

為了更好的實現(xiàn)高校學(xué)生公寓安全管理，在系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要做到其傳輸性能的有效保證，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要以樹形簇結(jié)構(gòu)為主，信號傳輸效果極佳。不同樓層可以被當(dāng)做是一個分支簇，Zigbee 路由節(jié)點可以設(shè)置在每一樓層的樓道內(nèi)。之后，還要在各個房間之中設(shè)置路由節(jié)點，并確保終端節(jié)點覆蓋整個學(xué)生公寓，在內(nèi)這些節(jié)點的作用下，數(shù)據(jù)收集和命令執(zhí)行工作流程將會更加完善，并在公寓房間中安裝為溫度傳感器等裝置，確保人們可以對公寓實際環(huán)境進行了解。除此之外，每個公寓內(nèi)部還會裝有一項特殊裝置，實現(xiàn)對電源的有效控制，該裝置名稱為Zigbee 控制繼電器模板?？偟膩碚f，在該模板作用下，所有路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器將會成為一個整體，避免下相關(guān)事故出現(xiàn)。

1.3 各部分功能情況

首先，由于整個Zigbee 網(wǎng)絡(luò)在自身組成上具備很強的復(fù)雜性特點，除了無線通訊模塊和傳感器之外，還會設(shè)計很多其他內(nèi)容。在這之中，傳感器主要進行區(qū)域信息采集工作，如是否存在人員出入等等。而Zigbee 模塊還能實現(xiàn)對上層管理系統(tǒng)命令的有效接收，并對所有部件實施控制操作，在火災(zāi)面前，可以確保應(yīng)急反應(yīng)措施實施不會受到任何阻礙。另外，人們還會在房間之中設(shè)置不同的終端節(jié)點，如煙霧傳感器節(jié)點，溫度出傳感器節(jié)點等等。這些終端節(jié)點會將各自信息通過路由器向協(xié)調(diào)器進行傳遞，讓數(shù)據(jù)可以借助于串口幫助，最終傳遞至管理中心。其次，管理中心的主要工作任務(wù)就是做好數(shù)據(jù)處理工作，盡快確定火災(zāi)的實際發(fā)展位置，從而對火情進行有效判斷，根據(jù)實際情況選擇合適的應(yīng)急措施。最后，為了確保效果，可以將值班室之中的報警裝置和管理中心設(shè)計成一個整體，管理中心的報警裝置便會向管理人員發(fā)送報警信息[1]。

2 基于Zigbee 的火災(zāi)分級應(yīng)急響應(yīng)設(shè)計情況

2.1 一級火情應(yīng)急處理

在火災(zāi)發(fā)生初期，火勢并不兇猛，主要在其中一個宿舍內(nèi)反應(yīng)明顯。此時，由于火災(zāi)點周圍溫度并不明顯，相關(guān)物體表面狀態(tài)以陰燃為主，進而生成了大量濃煙。當(dāng)溫度傳感器所檢測的溫度在某一時間段內(nèi)較高，甚至超出了標(biāo)準(zhǔn)值，則可以判斷感宿舍為起火點，則該宿舍的報警裝置將會啟動，并探測是否有人員活動。與此同時，系統(tǒng)還會對具體的報警宿舍位置進行充分反應(yīng)，這其中還包括實際人員信息等。除此之外，各個管理中心還會在值班室之中設(shè)計報警系統(tǒng)，讓宿舍的指示燈亮起，這樣一來，宿舍管理人員也可以在第一時間內(nèi)確定起火位置，并進行滅火操作。如果此時剛好趕上值班室無人值班，學(xué)生也可以自行組織滅火，當(dāng)風(fēng)險結(jié)束之后關(guān)閉報警裝置。

2.2 二級火情應(yīng)急處理

如果管理中心在起火點檢測上，只存在一處火情問題，但報警時間過長，值班室火情處理按鍵也沒有得到反應(yīng)，說明值班人此刻處于無人狀態(tài)，此種情況之下，火情響應(yīng)將會提升到2級。其次，如果起火點周圍的煙氣密度及溫度過高時，證明火情已經(jīng)開始向其他宿舍擴散，與之相對應(yīng)的響應(yīng)等級也會提升。為此，管理中心回將所有報警裝置啟動，并發(fā)出告警信息，將逃生通道和應(yīng)急指示燈全部開啟。除此之外，管理中心還會以短信形式通知各個宿舍管理人員，及時做好人員疏散和火災(zāi)控制工作。如果火情成功得到控制，管理中心便會將各項應(yīng)急措施關(guān)閉，在后續(xù)做好信息記錄工作。如果一段時間之后并未察覺到火情得到控制或者是處理，整個警示級別也會繼續(xù)提升[2]。

2.3 三級火情應(yīng)急處理

當(dāng)多個宿舍的傳感器信號出現(xiàn)時，證明火情的嚴重性極為緊迫，與之相對應(yīng)的火情預(yù)警也會增長到三級。此時，管理系統(tǒng)會將逃生通道和指示燈打開，將起火地點繞開，確定出最佳的逃生路線，并將樓道很宿舍中所有的紅外傳感器開啟，確定哪個位置有人。當(dāng)火勢極大時，管理中心還會自動撥打火警電話119，播放之前就錄制好的聲音，請求消防人員立即采取志愿措施。另外，管理中心還要將宿舍內(nèi)部電源全部關(guān)閉，此時，樓內(nèi)緊急視頻監(jiān)控系統(tǒng)也會處于運行狀態(tài)，將相關(guān)視頻圖像上傳到顯示器上。通過此項操作，能夠幫助學(xué)生迅速撤離火災(zāi)現(xiàn)場，為后續(xù)救援工作提供便利條件，降低學(xué)校產(chǎn)生的各項損失。通過上述應(yīng)急響應(yīng)，由于火情的不同，所采取的急救措施也不同，在降低學(xué)生心理恐慌的同時，還能維護學(xué)生的生命安全。

3 結(jié)束語

綜上所述，從相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)之中可以看出，近年來高校宿舍火災(zāi)事故發(fā)生率明顯提升，為學(xué)校和師生帶來了巨大經(jīng)濟損失。在事故發(fā)生過程中，管理人員和學(xué)生們都要具備相應(yīng)的逃生知識，在Zigbee 技術(shù)的幫助下，高校宿舍火災(zāi)預(yù)警應(yīng)急系統(tǒng)將會變得更加完善，宿舍安全性也得到了提升，為學(xué)生提供一個安全的居住場所。