ZigBee技術(shù)在槍支定位系統中的應用
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(1)實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的協(xié)議棧與三級網(wǎng)的協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉換；
(2)發(fā)布監控中心的監控任務(wù)，并將收集到的數據轉發(fā)到三級網(wǎng)上，最后傳至值班室的監控中心。
該系統以部隊現有的三級網(wǎng)為主要信息傳輸載體，每個(gè)增強型節點(diǎn)負責采集槍支上安裝的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的位置信息，利用射頻模塊按照一定的通信協(xié)議在ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中傳輸，并通過(guò)設置的匯聚節點(diǎn)實(shí)現ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )與三級網(wǎng)之間的互聯(lián)。三級網(wǎng)將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )采集到的位置信息發(fā)送到值班室的監控中心，監控中心根據無(wú)線(xiàn)傳感器收集到的位置信息對槍支實(shí)現實(shí)時(shí)監控。當發(fā)現槍支將要脫離預定監控區域時(shí)，由監控中心立即發(fā)出報警信號，以便快速、及時(shí)、準確地對突發(fā)狀況做出反應。
2．2 普通節點(diǎn)的設計
圖2中的普通節點(diǎn)即為傳感器節點(diǎn)。其功能為采集數據，并將數據以多跳中繼的方式傳送給匯聚節點(diǎn)。傳感器節點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和能量供應模塊4部分組成，如圖3所示。其中，處理器模塊負責對整個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行控制和管理；傳感器模塊負責對預定監控區域信息進(jìn)行采集，并做一定的數據轉換；無(wú)線(xiàn)通信模塊負責節點(diǎn)之間按一定的通信協(xié)議相互通信；能量供應模塊為節點(diǎn)供電，提供各部分運行需要的電量。在該系統中，每個(gè)槍支上都固定一個(gè)節點(diǎn)(即圖2是的普通節點(diǎn))，該節點(diǎn)內置槍支的信息。由于節能是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的核心設計要求之一，所以在設計本系統時(shí)，要求傳感器節點(diǎn)的發(fā)射功率要很小，且為了增加電池使用壽命，同時(shí)保證發(fā)射出的信號能被順利接收，通過(guò)調度節點(diǎn)的休眠或喚醒狀態(tài)使相關(guān)性較強的節點(diǎn)交替工作而不是一直處在收發(fā)信號的狀態(tài)，每隔一段時(shí)間(40 s左右)連續發(fā)射1組(15次左右)槍支信息。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/162924.htm
在該系統的傳感器節點(diǎn)中，無(wú)線(xiàn)通信模塊采用具有定位引擎的CC2431芯片，具有2．4 GHz直接序列擴頻(DSSS)射頻收發(fā)器核心和高效的8051控制器。其中，MCU包括存儲器及其外圍，其他模塊提供電源管理、時(shí)鐘分配和測試等重要功能。CC2431的設計結合了8 KB的RAM及強大的外圍模塊，并且有3種不同的版本。它們根據不同的閃存空間32 KB，64 KB和128 KB來(lái)優(yōu)化復雜度與成本。CC2431的尺寸只有7mm×7mm的48腳封裝，采用具有內嵌閃存的0．18μm CMOS標準技術(shù)。針對協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò )和應用軟件執行時(shí)對MCU處理能力的要求，CC2431包含一個(gè)增強型工業(yè)標準的8位8051微控制器內核，運行時(shí)鐘為32MHz。CC2431還包含一個(gè)DMA控制器，可以減少8051微控制器內核對數據的傳送操作，因此提高了芯片整體的性能。
2．3 匯聚節點(diǎn)的設計
匯聚節點(diǎn)實(shí)現兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )之間數據的交換，實(shí)現2種協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉換，它發(fā)布管理節點(diǎn)的監測任務(wù)，并把收集到的數據轉發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò )上。它既可以是一個(gè)增強功能的傳感器節點(diǎn)，也可以是沒(méi)有監測功能僅帶無(wú)線(xiàn)通信接口的特殊網(wǎng)關(guān)設備。匯聚節點(diǎn)包括存儲器模塊、處理器模塊、網(wǎng)絡(luò )通信模塊、節點(diǎn)通信模塊以及能量供應模塊，其結構如圖4所示。該系統中，匯聚節點(diǎn)負責與監控中心的通信，實(shí)現
與監控中心的信息傳輸，同時(shí)兼容RS 232／RS 485接口，當節點(diǎn)與服務(wù)器終端出現意外通信故障時(shí)，直接將節點(diǎn)收集到的數據通過(guò)RS 232／RS 485接口傳輸到計算機上，并加以分析。
3 結語(yǔ)
在此，介紹了基于ZigBee技術(shù)的槍支定位系統，通過(guò)在監區、營(yíng)區等預定監控區域內建立一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現傳感器節點(diǎn)與匯聚節點(diǎn)之間的通信。傳感器節點(diǎn)采集數據，并通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )將數據發(fā)送到匯聚節點(diǎn)，匯聚節點(diǎn)通過(guò)RS 232接口將數據傳輸到監控中心。在監區、營(yíng)區等區域內對節點(diǎn)的通信距離、傳輸時(shí)延、數據安全性等進(jìn)行了測試。經(jīng)測試，該系統傳感器節點(diǎn)的通信距離大約為35m，數據安全性亦較高，且具有較高的靈活性和可擴展性。
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