基于ZigBee協(xié)議的紅外入侵檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）及ZigBee協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種基于ZigBee技術(shù)的紅外入侵檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該方案借助ZigBee技術(shù)在短距離無(wú)線通信方面的優(yōu)勢(shì)，利用Microchip公司的射頻芯片MFR24J40，采用主動(dòng)紅外入侵探測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)入侵物體的實(shí)時(shí)檢測(cè)及報(bào)警。

近年來(lái)隨著科技的發(fā)展和人們安全防范意識(shí)的提高，基于紅外線技術(shù)的入侵檢測(cè)及報(bào)警技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用到防盜系統(tǒng)中[1]。現(xiàn)有的紅外入侵檢測(cè)系統(tǒng)多采用有線技術(shù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。這類方案的缺點(diǎn)是擴(kuò)展性能差，布線繁瑣，當(dāng)線路老化或遭到磨損時(shí)，誤報(bào)警率高。采用無(wú)線傳輸方式構(gòu)建的無(wú)線入侵檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)則可以避免這些問(wèn)題。相對(duì)而言，無(wú)線方式比較靈活，可以適應(yīng)移動(dòng)或變化的需要。但是，無(wú)線通信技術(shù)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)還是很少。

　　無(wú)線傳感器網(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(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而在環(huán)境、事件、監(jiān)控、深水等許多方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

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

　　本文在研究ZigBee協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種基于ZigBee協(xié)議的主動(dòng)式紅外入侵檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，該方案具有比較好的擴(kuò)展性及較低的誤報(bào)警率。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　如圖1所示為一大樓平層，該層有8個(gè)監(jiān)控點(diǎn)（房間）。針對(duì)這種情況，系統(tǒng)可采用星型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。整個(gè)系統(tǒng)由無(wú)線紅外入侵檢測(cè)節(jié)點(diǎn)、調(diào)節(jié)器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控主機(jī)和PC機(jī)組成。其中，在每個(gè)房間安裝一個(gè)無(wú)線紅外入侵檢測(cè)節(jié)點(diǎn)作為終端節(jié)點(diǎn)，對(duì)房間進(jìn)行安全監(jiān)控，并定時(shí)發(fā)送一個(gè)安全狀態(tài)信號(hào)到調(diào)節(jié)器節(jié)點(diǎn)。調(diào)節(jié)器節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)、接收終端設(shè)備（紅外入侵檢測(cè)節(jié)點(diǎn)）加入網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的傳輸及轉(zhuǎn)發(fā)。測(cè)控主機(jī)也是一個(gè)終端設(shè)備，但與無(wú)線紅外入侵節(jié)點(diǎn)不同的是，它負(fù)責(zé)接收調(diào)節(jié)器發(fā)送的監(jiān)控情況并通過(guò)串口發(fā)送給PC機(jī)。在PC上可實(shí)時(shí)查看到各監(jiān)控點(diǎn)的安全狀態(tài)，當(dāng)有物體入侵時(shí)，立刻啟動(dòng)報(bào)警裝置并在PC機(jī)上顯示被入侵的房間號(hào)，安防人員可迅速作出反應(yīng)。

如果要監(jiān)控的是多層建筑或者是小區(qū)，可采用樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)，每一層或每一棟設(shè)一個(gè)協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，與中心協(xié)調(diào)器交換數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控主機(jī)。

2 硬件節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)