城市安防系統無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )化的實(shí)現方案

引言

　　目前，城市安防系統越來(lái)越受到人們的重視，客戶(hù)對安防系統的功能和性能方面的要求也越來(lái)越高。

　　本文提出了一種基于GSM和Zigbee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)安防系統，該系統的特點(diǎn)在于利用GSM和Zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)勢，實(shí)現了安防系統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )化，省去了繁瑣的布線(xiàn)過(guò)程，實(shí)現了安防信息的多點(diǎn)、遠距離傳輸，提高了安防系統的安全性、可靠性與隱蔽性。

　　1 系統方案

　　該系統方案主要設計特點(diǎn)是將Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )與GSM網(wǎng)絡(luò )相結合。使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )不僅省去布線(xiàn)的麻煩，增加了安防傳感器布局的靈活性，而且可以防止通信電纜被破壞，提高了安全性。

　　系統把帶有Zigbee協(xié)議的模塊嵌入到被動(dòng)紅外、玻璃破碎、門(mén)磁、煙感及煤氣泄露等安防設備中，作為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)節點(diǎn)。例如，當發(fā)生盜竊時(shí)，被動(dòng)紅外傳感器檢測到盜賊進(jìn)入監控區域，它觸發(fā)節點(diǎn)芯片的中斷，從而激活節點(diǎn)芯片，芯片會(huì )自動(dòng)通過(guò) Zigbee無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊把打好的報警數據包發(fā)送出去。

　　Zigbee協(xié)調器是Zigbee網(wǎng)絡(luò )與外部GSM網(wǎng)絡(luò )的接口，作為系統的核心負責整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的管理以及數據的轉發(fā)，它通過(guò)收發(fā)模塊接收安防監控節點(diǎn)的數據，由嵌入式控制器對接收到的數據進(jìn)行必要的處理，然后將其經(jīng)過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到保安中心，實(shí)現快速安全報警。

　　整個(gè)系統主要可以分為Zigbee協(xié)調器和Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)兩部分。

　　1.1 Zigbee協(xié)調器

　　Zigbee協(xié)調器作為整個(gè)系統的中心擔負了許多任務(wù)，因此對負責管理這個(gè)中心的控制器要求較高。

　　而傳統的單片機在某些方面已無(wú)法滿(mǎn)足要求，ARM由于其高性能、低功耗、低成本的特點(diǎn)正是替代傳統單片機的首選。本設計選用ARM9處理器STR912FW44X6芯片為核心，外圍擴展一系列功能模塊。

　　其中STR912FW44X6是主控芯片，它是由意法半導體公司推出的基于A(yíng)RM966E_S內核的高性能嵌入式芯片，運算速度達96MIPS，支持單周期DSP指令。片內集成了544kB的Flash及96kB的SRAM，支持以太網(wǎng)、USB、 UART、12C和CAN通信，有80個(gè)GPIO、8通道1O位AI）C、3相電機控制器、看門(mén)狗定時(shí)器和9個(gè)可編程DMA通道。系統用1片UART收發(fā)芯片TI公司的TL16C550將GSM模塊連接到ARMCPU的GPIO，實(shí)現GSM短消息報警發(fā)送。

　　GSM通信模塊選用西門(mén)子公司的TC35i模塊，該模塊性能穩定，價(jià)格低廉，具備GSM無(wú)線(xiàn)通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息編碼方式。在RF收發(fā)器上，本設計選用TI公司的Zigbee射頻收發(fā)芯片CC2420，CC242o采用 OQPSK調制方式，支持數據傳輸率高達250kbps，能夠實(shí)現點(diǎn)對多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。另外，協(xié)調器還根據實(shí)際需要設計了RS232接口、鍵盤(pán)顯示和現場(chǎng)報警電路。

　　1.2 Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)

　　Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)由安防傳感器和Zigbee終端設備組成，如圖3所示。Zigbee終端設備選用TI公司的Zigbee射頻收發(fā)芯片CC2430，CC2430具有很高的性?xún)r(jià)比，在單個(gè)芯片上整合了Zigbee射頻（RF）、內存和微控制器。

　　它使用1個(gè)8位MCU（8051），具有128kB可編程閃存和8kB的RAM，還包含模擬數字轉換器（ADC）、定時(shí)器、AES128協(xié)同處理器、看門(mén)狗定時(shí)器、32kHz晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復位電路、掉電檢測電路和21個(gè)可編程I／O引腳。

　　2 Zigbee技術(shù)介紹