基于ZigBee協(xié)議的紅外入侵檢測系統的設計

在研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（WSN）及ZigBee協(xié)議的基礎上，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的紅外入侵檢測系統的設計方案。該方案借助ZigBee技術(shù)在短距離無(wú)線(xiàn)通信方面的優(yōu)勢，利用Microchip公司的射頻芯片MFR24J40，采用主動(dòng)紅外入侵探測裝置實(shí)現了對入侵物體的實(shí)時(shí)檢測及報警。

近年來(lái)隨著(zhù)科技的發(fā)展和人們安全防范意識的提高，基于紅外線(xiàn)技術(shù)的入侵檢測及報警技術(shù)已開(kāi)始應用到防盜系統中[1]?，F有的紅外入侵檢測系統多采用有線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。這類(lèi)方案的缺點(diǎn)是擴展性能差，布線(xiàn)繁瑣，當線(xiàn)路老化或遭到磨損時(shí)，誤報警率高。采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式構建的無(wú)線(xiàn)入侵檢測網(wǎng)絡(luò )則可以避免這些問(wèn)題。相對而言，無(wú)線(xiàn)方式比較靈活，可以適應移動(dòng)或變化的需要。但是，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在安全領(lǐng)域的應用相對還是很少。

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )（WSN）是信息感知及采集技術(shù)的一場(chǎng)革命，因其具有部署靈活、維護簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而在環(huán)境、事件、監控、深水等許多方面有著(zhù)廣泛的應用前景。

　　ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)[2]，可以嵌入各種設備中，同時(shí)支持地理定位功能。相對于現有的各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)具有超低功耗和成本的特點(diǎn),適合于承載數據流量較小的業(yè)務(wù)，所以ZigBee技術(shù)非常適合用在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)應用上。

　　本文在研究ZigBee協(xié)議的基礎上，提出了一種基于ZigBee協(xié)議的主動(dòng)式紅外入侵檢測系統的設計方案，該方案具有比較好的擴展性及較低的誤報警率。

1 系統設計方案

　　如圖1所示為一大樓平層，該層有8個(gè)監控點(diǎn)（房間）。針對這種情況，系統可采用星型結構組網(wǎng)。整個(gè)系統由無(wú)線(xiàn)紅外入侵檢測節點(diǎn)、調節器節點(diǎn)、監控主機和PC機組成。其中，在每個(gè)房間安裝一個(gè)無(wú)線(xiàn)紅外入侵檢測節點(diǎn)作為終端節點(diǎn)，對房間進(jìn)行安全監控，并定時(shí)發(fā)送一個(gè)安全狀態(tài)信號到調節器節點(diǎn)。調節器節點(diǎn)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的中心節點(diǎn)，負責組建網(wǎng)絡(luò )、接收終端設備（紅外入侵檢測節點(diǎn)）加入網(wǎng)絡(luò )和數據的傳輸及轉發(fā)。測控主機也是一個(gè)終端設備，但與無(wú)線(xiàn)紅外入侵節點(diǎn)不同的是，它負責接收調節器發(fā)送的監控情況并通過(guò)串口發(fā)送給PC機。在PC上可實(shí)時(shí)查看到各監控點(diǎn)的安全狀態(tài)，當有物體入侵時(shí)，立刻啟動(dòng)報警裝置并在PC機上顯示被入侵的房間號，安防人員可迅速作出反應。

如果要監控的是多層建筑或者是小區，可采用樹(shù)形拓撲結構進(jìn)行組網(wǎng)，每一層或每一棟設一個(gè)協(xié)調器，負責收集數據，與中心協(xié)調器交換數據并把數據轉發(fā)給監控主機。

2 硬件節點(diǎn)的設計