ZigBee技術(shù)語(yǔ)音圖像無(wú)線(xiàn)監控系統的設計與實(shí)現

從攝像頭輸出的圖像數據已經(jīng)得到了較好的壓縮，速率為幾十kb/s，所以本系統使用RS-232串行口進(jìn)行通信。由于RS-232串口的電平較高，必須經(jīng)過(guò)MAX3232電平轉換后再送至射頻收發(fā)模塊的異步串口上，經(jīng)調制發(fā)送出去。接收端射頻收發(fā)模塊直接通過(guò)USB口插在上位機上，實(shí)現與上位機通信并對節點(diǎn)供電。
由于攝像頭的供電電壓為12V，射頻收發(fā)模塊的供電電壓為2.7～3.6V，所以本系統使用12V和3.3V兩組電源供電。

系統軟件設計

在系統軟件設計時(shí)，節點(diǎn)采用串口通信模式，利用中斷的方法完成數據的接收和發(fā)送。數據的傳送采用主從節點(diǎn)方式，利用USB接口實(shí)現與PC通信。要發(fā)送的數據按照Z(yǔ)igbee協(xié)議規定的最大幀長(cháng)度打包，加上網(wǎng)絡(luò )層、媒質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層和物理層的幀頭，將數據通過(guò)SPI總線(xiàn)，按用戶(hù)要求發(fā)送到接收端的射頻收發(fā)模塊。當從節點(diǎn)向主節點(diǎn)發(fā)送中斷請求時(shí)，自動(dòng)轉入中斷服務(wù)子程序實(shí)現接收信息包和數據處理。本系統數據的發(fā)送和接收流程如圖5所示。

圖6 圖像無(wú)線(xiàn)傳輸仿真結果

仿真結果及在工業(yè)控制中應用

在監控端采用Java編寫(xiě)的監控管理軟件，通過(guò)串口、波特率、延時(shí)時(shí)間、紅外燈、圖片尺寸、圖像傳輸時(shí)間等方面調節，向無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )發(fā)送監控命令，接收傳感數據信息，實(shí)現圖像數據的處理、接收、存儲和顯示等，將來(lái)自無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的大量感知數據，以直觀(guān)的方式呈現給工作人員。仿真結果如圖6所示。
隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步和發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中首要強調的是安全問(wèn)題。在那些危險的工業(yè)環(huán)境如礦井、核電廠(chǎng)、鋼材加工廠(chǎng)中，可以使用該系統進(jìn)行過(guò)程監控實(shí)施安全檢查。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上，利用該系統可以大大改善工廠(chǎng)的運作條件，大幅度降低檢查設備的成本。同時(shí)，由于可以提前發(fā)現問(wèn)題，能夠減少因生產(chǎn)事故帶來(lái)的損失，促進(jìn)生產(chǎn)的順利進(jìn)行，縮短設備停機時(shí)間，提高效率，并延長(cháng)設備的使用時(shí)間。

結語(yǔ)

仿真結果顯示，該系統可以在隧道、煤礦等環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合很好地實(shí)現語(yǔ)音和圖像的實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)傳輸，工作可靠、性能齊全，總體性?xún)r(jià)比較高，有著(zhù)廣泛的應用前景。其還可適用于工廠(chǎng)、銀行、超市、監獄、酒店、商場(chǎng)等領(lǐng)域，具有一定的推廣價(jià)值。