基于ZigBee技术的智能防火检测与门禁一体预警系统-物联网大作业 大项目 互联网+ 大创
目录
需求分析
设备选择
设计方案
工作原理
程序如下：
服务端程序：
数据库程序：
传入微信程序：
工作流程
六、验证方案
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需求分析
在不发生火灾时对室内湿度进行记录，与RFID读写记录等一同存入云端。
在发生火灾时进行相应灭火、阻止火势传播的操作，解除门控方便救火，并通过微信通知用户。
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设备选择
光照传感器，温湿度传感，烟雾传感器，RFID读写器，电机，zigbee模块，网关设备。
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设计方案
图 1 总体设计
该系统主要分为3大部分，分别是火情/温度检测，喷水控制部分、门禁控制部分、通风控制部分、数据处理部分。
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工作原理
（1）、火情/温度检测部分：喷水控制部分由相应电机控制，温湿度传感器，光照传感器和烟雾传感器组成，同时这几台设备的将配备有相应的zigbee模块，并且都作为终端（Zigbee
Enddevice）来进行信息传输。信息将通过zigbee网络传输
（2）、门禁控制部分：由门禁控制装置（电机控制）、RFID接收器组成两者都将使用相应的zigbee模块，并且都作为终端（ZigbeeEnddevice）来进行信息传输。信息同样将通过zigbee网络传输
（3）、通风控制部分：由多个控制通风的电机模块组成，相应的设备同样配备zigbee模块，并且都作为终端（ZigbeeEnddevice）来进行信息传输。信息将通过zigbee网络传输
（4）、Zigbee网络部分：以上的部分的模块都有相应的zigbee终端模块，为了保证相关信息传输的安全性，和可行性，在zigbee网络中各部分向协调器（Zigbee Coordinator）发送信息的路径上可添加路由器Zigbee Router(可选)以保证信号可传达至后端。最终，所有的zigbee终端都将连入协调器并组成一个网络。协调器将通过串口通信连入PC/网关设备。
相应的串口通信代码如下
import serialimport serial.tools.list_ports as serialsimport sysimport glob#这个函数用于检测串口def serial_ports():if sys.platform.startswith('win'):ports = ['COM%s' % (i + 1) for i in range(256)]elif sys.platform.startswith('linux') or sys.platform.startswith('cygwin'):# this excludes your current terminal "/dev/tty"ports = glob.glob('/dev/tty[A-Za-z]*')elif sys.platform.startswith('darwin'):ports = glob.glob('/dev/tty.*')else:raise EnvironmentError('Unsupported platform')result = []for port in ports:try:s = serial.Serial(port)s.close()result.append(port)except (OSError, serial.SerialException):passreturn resultdef connect(*args): print(serial_ports())# 打开串口#serialPort="COM"+input("请输入串口号")serialPort = "COM6" # 串口号baudRate = 9600 # 波特率ser = serial.Serial(serialPort, baudRate, timeout=0.5)print("参数设置：串口=%s ，波特率=%d" % (serialPort, baudRate)) # 输出串口号和波特率# 收发数据if(len(args)==1):ser.write((args[0] + '\n').encode())return#temp = ser.read(8)#temp = 'EECC0A0101000002A57D00000FFEE'if temp == b'':temp="0000000000000000000000000000"return temp # 可以接收中文ser.close()PC/网关设备通过程序相应的connect函数接收到串口信息后再由相应的客户端程序发送至服务器
程序如下：
from socket import *from 串口通信 import connectimport timeHOST = '127.0.0.1'PORT = 21567BUFSIZ = 1024ADDR=(HOST,PORT)tcpCliSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcpCliSock.connect(ADDR)while True:time.sleep(1)data = connect()tcpCliSock.send(bytes(data,'utf-8'))data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)print(data.decode('utf-8'))#tcpCliSock.close()- 、服务器端部分。服务器端接收客户端发送的串口通信信息，经由相应的判断程序处理之后选择是否触发火灾异常，如有异常，通过第三方发送信息至微信通知用户紧急情况。如无异常存入数据库。
相应的代码如下：
服务端程序：
from socket import *from time import ctime# PORT can be changed as you need, but it should be notified to clientHOST ='127.0.0.1'PORT = 21567BUFSIZ = 1024ADDR = (HOST,PORT)tcpSvrSock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcpSvrSock.bind(ADDR)tcpSvrSock.listen(5)while True:print("Waiting for connection...")tcpCliSock,addr = tcpSvrSock.accept()print("...connected from", addr)while True:data = tcpCliSock.recv(BUFSIZ)if not data:breakdata = data.decode('utf-8')print(data)respMsg = "[%s] %s"% (ctime(), data)tcpCliSock.send(bytes(respMsg,'utf-8'))tcpCliSock.close()tcpSvrSock.close()数据库程序：
import mysql.connectordef mysql_insert(temper):# 建立连接cnx = mysql.connector.connect(user='root',password='11248',database = "IOT")# 创建游标cursor = cnx.cursor()# 执行插入query = f'insert temper(temper)value({temper})'cursor.execute(query)# 提交数据cnx.commit()# 关闭游标和连接cursor.close()cnx.close()传入微信程序：
import requestsdef sent_to_sever():keyurl = "https://sctapi.ftqq.com/SCT180092TVjQLw3FfQa3MTs4lEyNl2wfE.send"payload = {'text':"发生火灾","desp":"","channel":9}print(requests.post(keyurl,params=payload))-
工作流程
I、火情/温度检测部分无异常现象，相应的通风系统正常工作，门禁系统正常工作。温度检测数据通过zigbee网络传入网关再进入服务器进行记录，相应的RFID正常工作信息记录同样通过网络进行备份和处理。无通行权限的人无法进出。
II、火情/温度检测部分异常。经由判断程序判断相应的通风系统停止工作，门禁系统转变工作模式。温度检测数据通过zigbee网络传入网关再进入服务器进行记录，相应的RFID信息继续通过网络进行备份和处理。但是通行权限开放，方便他人逃生及进入火场救火。服务器端发送报警微信信息向用户警告。
六、验证方案
图 2 验证方案
情况I、火情/温度检测部分无异常现象
模拟串口通信识别读取
将温度设为正常值
经由客户端发送
服务端接收成功
模拟服务器端将数据插入数据库中
成功插入
II、火情/温度检测部分异常。
模拟串口通信识别读取
将温度设为异常值
发送数据
接收数据
使用步进电机模拟
通过串口发送指令给相应的设备
发送微信通知
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