基于Android的消防监控网关的设计与实现

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传统的有线消防报警系统存在着安装复杂,成本较高等问题,整个网络只能依赖有线电缆进行数据传输,所以当火灾发生或节点发生故障时,整个监测网络极易陷入瘫痪状态。这种方式已经不能胜任现代社会对于消防工作的需求。随着无线通信技术、嵌入式技术、传感器技术的快速发展,消防报警系统在功能结构上都有了很大的变化,出现了无线消防远程监控系统。而消防监控网关作为无线消防远程监控系统的重要一环,是连接感知网络与传统通信网络的桥梁,是整个系统实时性、可靠性的重要保障。本文针对现有消防系统存在的问题及需求,设计开发了一种面向消防远程监控的无线传感器网络网关。论文的主要工作如下:1)基于CC2530芯片对消防监控网关上的Zigbee协调器节点进行了软硬件的设计。在硬件上设计了两种不同通信接口的协调器,串口通信与USB通信两种方式。在软件上对协调器的组网流程以及数据通信流程进行了设计。2)通过三种方式实现了Android平台与Zigbee协调器之间的通信。第一种为串口通信,利用了NDK本地开发工具及JNI技术实现了串口操作动态链接库,Android通过调用这个库可实现对串口的操作。第二种为USB HOST通信方式,通过利用USB相关类在Android应用层实现了PL2303HX芯片的驱动,从而获取USB设备的输入输出流实现通信。第三种则是通过利用Arduino平台作为中继,从而实现数据透传的功能。3)对消防监控网关系统的功能进行了设计。实现了本地数据存储、报警数据上传、穿透NAT的远程控制、基于achartengine的数据可视化等功能,满足了无线消防远程监控系统的需要。该网关系统已经在某文物保护单位应用,通过对环境信息的实时监测以及感知数据、报警信息的可靠传输,能够及时准确的发现异常情况并迅速报警。
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