摘 要

如今，我国社会高速发展，火灾频繁发生，传统的火灾报警系统已经无法满足人们日常生活的要求。目前，一种新型的无线火灾报警系统引发了广泛的关注。本文介绍了一种基于nRF24L01无线通信芯片设计了一种远程无线监测系统。

本文主要对常用火灾报警系统的组成、检测方法及监控方式进行研究。此次设计以stc89c52单片机为核心，选用MQ-2烟雾传感器、DHT11温湿度传感器对仓库内部气体含量、温湿度进行检测，联动报警采用了LED灯、蜂鸣器进行声光报警，继电器驱动喷水模块进行灭火，SIM800C模块进行短信报警，设计了一种基于nRF24L01芯片的无线多点监测系统，在上位机基于Python设计了远程监控界面，实现对仓库的实时监测。

本次设计实现了声光报警，远程短信报警，继电器驱动灭火，在上位机对仓库进行多点的实时监测、报警等功能。本系统实现了对仓库火灾的多点监测，设计成本较低，可靠性良好，在实际应用中取得良好的效果。

关键词：远程监控；仓库火灾；nRF24L01；Python

Abstract

Nowadays, with the rapid development of society in China, fires frequently occur, and the traditional fire alarm system has been unable to meet the needs of people's daily life.Currently, a new wireless fire alarm system.This paper presents a remote wireless monitoring system based on the nRF24L01 wireless communication chip.

This paper mainly studies the composition, detection method and monitoring mode of common fire alarm system.The design to stc89c52 microcontroller as the core,using MQ-2 smoke sensor, DHT11 temperature and humidity sensor to detect gas concentration, temperature and humidity inside the warehouse, linkage alarm with LED lights, buzzers for sound and light alarm, relay driver module for spray fire, SIM800C SMS alarm module.We designed a multi-point monitoring system based on wireless nRF24L01 chip and the remote monitoring interface based on Python, realizing real-time monitoring of the warehouse.

This design has realized the sound and light alarm, remote SMS alarm, relay-driven fire,

and carries on the real-time monitoring, the alarm function in the host computer.The system realizes multi-point monitoring of warehouse fire. The design cost is low, reliability is good, and good results are achieved in practical application.

Key Words：remote monitoring；warehouse fire；nRF24L01；Python

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.2 国内外发展现状和趋势 1

1.3 本文的主要工作及内容 2

第2章 仓库火灾远程监测系统方案选择 4

2.1 仓库的火灾远程监测系统 4

2.1.1 目前常见的火灾报警系统 4

2.1.2 仓库的环境要求 5

2.1.3 仓库火灾探测器的布局 6

2.1.4 仓库火灾传感器的选择 7

2.2 火灾检测方法 8

2.3 火灾监控方式 9

2.4 无线通信技术的方式选择 10

2.4.1 常用通信技术介绍 10

2.4.2 通信方案选择 12

2.5 联动装置 13

2.6 总体方案 14

第3章 仓库远程控制硬件设计 16

3.1 传感器模块设计 16

3.1.1 烟雾传感器 16

3.1.2 AD0832转换器 16

3.1.3 烟雾检测电路设计 17

3.1.4 温湿度传感器 17

3.2 无线通信模块设计 18

3.2.1 NRF24L01无线通信 18

3.2.2 GSM远程报警 21

3.3 其他模块设计 22

第4章 仓库远程控制软件设计 23

4.1 总体软件设计框图 23

4.2 下位机硬件程序设计 24

4.2.1 烟雾采集处理程序 24

4.2.2 温湿度采集处理程序 24

4.3 远程通信设计 25

4.3.1 NRF24L01软件设计 25

4.3.2 短信报警软件设计 28

4.4 上位机设计 28

4.5 系统成本分析 30

第5章 系统调试与分析 32

5.1 单点监测的测试 32

5.2 多点监测的测试 33

5.3 整体分析 36

第6章 总结与展望 37

6.1 总结 37

6.2 展望 37

参考文献 39

附录A （附件）程序设计 40

附录B (附件) 电路图 40

致 谢 41

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

日常生活中，我们随处可见各种类型的仓库。一般我们把仓库作为一个集中存放储存物资的场所，对其内部环境有着严格的要求。如储存易燃易爆物品的仓库，火灾发生时不易被察觉，且危险性很高，火势不易控制，很容易迅速蔓延，危机财产及生命安全[^[1]]。这种情况下，我们必须建立合理而有效的火灾监测系统，能够实时评估仓库环境，对仓库存放的物资、设备进行有效保护。目前，仓库类型繁多，根据储存物资性质、仓库建筑形式等划分为不同类型的仓库。相对应的，我们也出现了针对不同环境所设计的监控系统。然而，这些监控系统对其稳定性、有效性、快速性等都有着严格的要求。与此同时，对于监控系统开发人员也提出来较高的要求，对火灾预测、仓库综合参数的监控、报警后的联动处理、智能化等方面也要求越来越严。目前，市面中大多火灾报警器可以有效地对仓库进行检测，当发生火灾时及时报警，尽可能地减少损失。

尽管仓库种类不一，用途繁多，但大多数仓库都对其内部的温湿度、烟雾值等指标有着严格的要求。在设计仓库时，我们不仅要考虑到存储物品对环境的要求，还要充分了解仓库内各种设施的环境要求[^[2]]。大多数仓库内部环境比较封闭，空气流通不畅，特别是一些建筑死角。我们要根据实际情况，着重针对仓库的某些节点进行检测，并且仓库内部要有足够的通风设备，而像配电箱之类的电气设备可以置于仓库外部，并做好防雨防潮等保护措施。除此之外，一些常规的消防设施也应具备，以便更好的预防火灾。随着社会的快速发展，早期的火灾监控方式多为总线型线缆监测，技术手段落后，布线复杂，受环境影响较大，并且易于发生故障。为改进这一问题，依据现有的技术，我们设计了一种无线传感器网络监控系统。这种无线监控方式，无需考虑布线规则，只需考虑节点的安装位置，并且每个节点体积小，安装简单，在对于大型仓库监测过程中，能够高效的一次性布置到位[^[3]]。而每个节点本身可以完成对仓库环境的监测，如对于温湿度、烟雾浓度、氧气含量等指标的监测，并且可以无线传输至监控系统。此外，每个节点之间可以相互组网，协同监控，当一个节点发生故障时，能及时上报，自动恢复组网，以确保一个稳定的仓库环境。除此之外，我们还可以将监测到的数据自动上传至网络，实现异地数据共享，并及时报警，通知相关人员，尽最大可能减少损失。