基于ZigBee協(xié)議的紅外入侵檢測系統的設計

硬件節點(diǎn)的設計[3]是一個(gè)關(guān)鍵。其中，終端設備（無(wú)線(xiàn)紅外入侵檢測節點(diǎn)）與協(xié)調器結構類(lèi)似，但是比協(xié)調器多一個(gè)入侵檢測單元。如圖2所示，紅外檢測節點(diǎn)由四部分構成：入侵檢測單元負責感知監控點(diǎn)的安全狀態(tài)，并通過(guò)AD轉換器發(fā)送給微控制器；微處理器部件負責協(xié)調節點(diǎn)各部分的工作，進(jìn)行必要的處理、保存；無(wú)線(xiàn)通訊單元采用專(zhuān)用的ZigBee射頻芯片MRF24J40與其他節點(diǎn)交換數據；能量供應模塊為其他功能單元提供工作所必需的能源。

　　2.1 入侵檢測單元

　　如圖3所示，入侵檢測單元采用主動(dòng)式紅外傳感電路，它的特點(diǎn)是誤報警率低。該單元包括紅外發(fā)射部分和紅外接收部分，發(fā)射部分采用交流方式激發(fā)，用NE555組建脈沖產(chǎn)生電路，并加上一對透鏡增強發(fā)射距離。接收部分采用PIN光二極管負責接收紅外光并由U2將接收的微弱信號作20 000倍放大，U3是電壓比較器，參考電壓是0.8V。當無(wú)物體入侵時(shí)，紅外線(xiàn)被光二極管正常接收、放大、整流，并在U3正輸入管腳產(chǎn)生一個(gè)高于參考值0.8V的電壓，此時(shí)Vout輸出為高電平。當有物體入侵時(shí)，將部分或完全遮住所發(fā)射的紅外光線(xiàn)，此時(shí)光二極管接收的信號大幅度減弱或消失，于是U3正輸入管腳產(chǎn)生的電壓將小于參考電壓，Vout輸出為低電平，此時(shí)將產(chǎn)生報警信號。

2.2 無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分

　　Microchip公司的射頻芯片MRF24J40是一個(gè)針對ZigBee協(xié)議及專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議的2.4GHz IEEE 802.15.4收發(fā)器，適用于要求低功耗和卓越射頻性能的射頻應用。 PIC 8位單片機具有獨特的RISC結構、數據總線(xiàn)和指令總線(xiàn)分離的哈佛總線(xiàn)(Harvard)結構，使指令具有單字長(cháng)的特性，且允許指令碼的位數可多于8位。這與傳統的采用CISC結構的8位單片機相比可以達到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，采用PIC 8位單片機和MRF24J40組成節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分。