【摘要】：隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展以及城市化進程的不斷推進,城市中建筑物以及人口密度也日益增加,使得發(fā)生特大火災事故的概率不斷提高。在火災救援中,消防員人身安全受到極大的威脅,為保障消防員的生命安全,消防呼救通常極為重要。然而目前呼救器設備功能單一,無網(wǎng)絡通信功能等缺陷,針對這種實際需求以及企業(yè)要求設計了一套基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)的空氣呼救器系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了呼救功能,電子壓力表功能,網(wǎng)絡傳輸以及客戶端顯示功能。本課題通過對系統(tǒng)功能分析,將整個系統(tǒng)分為三個部分:空氣呼救器終端設備,服務器與數(shù)據(jù)庫和客戶端。其中空氣呼救器終端部分按照低功耗的設計需求以及模塊化的設計思想,將該硬件系統(tǒng)分為以下幾個核心模塊:基于MSP430低功耗微控制器模塊;電源模塊;狀態(tài)、壓力、電量和溫度采集模塊;聲光報警模塊;按鍵與LCD顯示模塊;NB-IoT網(wǎng)絡傳輸模塊。通過C語言編寫軟件程序,完成系統(tǒng)終端部分的呼救器功能,電子壓力表功能和數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡傳輸功能。服務器與數(shù)據(jù)庫部分選擇Workerman作為服務器框架,MySQL作為數(shù)據(jù)庫,利用PHP語言實現(xiàn)對終端數(shù)據(jù)的接收存儲功能,并能根據(jù)客戶端指令將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端。顯示界面客戶端部分基于C#語言采用Winform開發(fā)框架設計主界面,實現(xiàn)對終端上傳的數(shù)據(jù)實時顯示,便于消防指揮人員對消防現(xiàn)場狀況的監(jiān)控與調(diào)度。經(jīng)過大量測試,本文設計的基于NB-IoT的空氣呼救器系統(tǒng)的各項指標和功能滿足企業(yè)要求。
【圖文】：

圖 3.2 空氣呼救器電路板正反面圖Fig 3.2 Front and back diagrams of air recco circuit board呼救器電路模塊設計SP430F448 微處理器最小系統(tǒng)課題基于低功耗的要求選擇 TI 公司生產(chǎn)的 MSP430 系列單片機， 16 位的超低功耗 MSP(MixedSignalPocessor，混合信號處理器)[15]號處理器集成了微處理器、數(shù)字電路以及模擬電路，其優(yōu)越的功能的實際應用場景，已經(jīng)被廣泛的應用于電子電路領域。該系列單片超低功耗強大的處理能力和高性能模擬技術(shù)片上外圍模塊豐富系統(tǒng)工作穩(wěn)定方便高效的開發(fā)環(huán)境

圖 3.3 MSP430F448 最小系統(tǒng)電路Fig 3.3 MSP430F448 minimum system circuit上圖為微處理器 MSP430F448 芯片與其外圍電路組成的單片機最小系統(tǒng)，主要包括微控制器 MSP430f448 芯片、3.3V 供電電源、復位電路，JTAG 下載接口以及系統(tǒng)時鐘電路。根據(jù)芯片手冊選擇+3.3V 作為該微控制器的供電電源。為了保證芯片的正常工作以及電源的穩(wěn)定，，在電路設計時采用 0.1Uf 和 1Uf 的電容并聯(lián)的方式，對供電電源進行降噪和濾波處理。MSP430f448 芯片外圍電路的復位電路部分實現(xiàn)芯片上電復位功能，目的是為了后續(xù)設備調(diào)試以及整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。處理器的復位功能均采用簡單的 RC 電路實現(xiàn)的，復位電路由上拉 10K 的電阻和 0.1uF 的電容接地組成的 RC 復位電路。本模塊設計為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在復位電路中添加外部看門狗功能。該電路圖如圖3.4 所示：
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU998.13;TN929.5;TP391.44

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