ZigBee在學(xué)生公寓安全監控系統中應用

　　2.3.2 宿舍防盜報警電路

　　電路主要包括單片機、數字鍵盤(pán)、光電式傳感器以及報警器等，整個(gè)電路的工作過(guò)程主要包括兩部分。

　　(1)人員進(jìn)入宿舍。首先在宿舍門(mén)框上方安裝光電式傳感器，位置如圖6所示。利用光電式傳感器的遮光式原理，門(mén)關(guān)閉時(shí)光電式傳感器的收發(fā)元件正好相對，門(mén)打開(kāi)時(shí)，由于收發(fā)元件之間光束被阻斷，導致接收元件信號急劇下降，經(jīng)過(guò)放大、轉換傳輸至單片機觸發(fā)報警器。然后在宿舍門(mén)外安裝數字鍵盤(pán)，通過(guò)有線(xiàn)的方式與單片機相連。預先設定密碼，當有人進(jìn)入宿舍時(shí)，需先輸入密碼取消報警，否則打開(kāi)門(mén)時(shí)將觸發(fā)報警。為防止人員進(jìn)入時(shí)忘記輸入密碼，可設置語(yǔ)音提示。輸入正確密碼后，單片機檢測到接收元件信號急劇下降(開(kāi)門(mén))，一段時(shí)間后接收信號正常(關(guān)門(mén))時(shí)，自動(dòng)重啟報警。

　　(2)人員離開(kāi)宿舍。為了防止人員外出開(kāi)門(mén)時(shí)觸發(fā)報警，在開(kāi)門(mén)裝置附近安裝光電式傳感器。利用光電式傳感器的反射式原理，開(kāi)門(mén)時(shí)人的手會(huì )遮擋住光源發(fā)出的光線(xiàn)，單片機檢測接收元件接收到信號時(shí)立刻取消報警。人外出關(guān)門(mén)后，單片機自動(dòng)重啟報警。同時(shí)防止外出時(shí)忘記關(guān)門(mén)或鎖門(mén)，設置語(yǔ)音提示。

　　系統采取宿舍內和管理中心雙重報警，防止宿舍無(wú)人時(shí)非法人員進(jìn)入。同樣可以把本電路安裝到窗戶(hù)等其他地方，防止非法人員從這些地方進(jìn)入盜竊。本設計結構簡(jiǎn)單、硬件成本低、易安裝，但軟件編寫(xiě)相對復雜些，對系統實(shí)時(shí)性要求較高。防盜報警電路結構如圖6所示。

　　3 系統軟件設計

　　系統軟件設計包括節點(diǎn)(協(xié)調器節點(diǎn)和終端節點(diǎn))和管理中心主機的軟件設計。終端節點(diǎn)采取混合式WSN(無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ))工作模式^[5]對環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監測 。一方面節點(diǎn)以一定的周期不斷地采集環(huán)境變量，并將監測數據發(fā)送到管理中心;另一方面將傳感器節點(diǎn)采集的數據進(jìn)行處理，提取監測環(huán)境狀態(tài)的特征信息，判斷是否有異常發(fā)生，并將異常信息及時(shí)發(fā)送到管理中心。為了降低功耗，節點(diǎn)完成之后進(jìn)入休眠狀態(tài)，同時(shí)設置為可被一些異常情況產(chǎn)生的中斷喚醒。管理中心可以通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸給遠程監控中心計算機，供遠程監控中心調閱，實(shí)現異地遠程監控。節點(diǎn)(協(xié)調器節點(diǎn)和終端節點(diǎn))工作流程如圖7所示。

　　使用Visual C++ 設計監控中心的管理軟件，并配備計算機、操作系統和應用軟件，負責對系統中的所有節點(diǎn)進(jìn)行可視化管理，包括數據處理、分析、顯示、存儲，狀態(tài)異常報警、節點(diǎn)信息管理、系統用戶(hù)管理以及系統參數的設置等功能。