小區(qū)智能紅外探測報警系統(tǒng)

摘 要： 設(shè)計一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的小區(qū)智能紅外探測報警系統(tǒng)。采用熱釋電紅外傳感器探測人員非法入室，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將報警數(shù)據(jù)傳送到小區(qū)值班室。給出了系統(tǒng)實現(xiàn)方案，設(shè)計了報警節(jié)點、報警主機、報警服務(wù)器和值班室監(jiān)視軟件。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)運行良好，能夠?qū)崿F(xiàn)實時報警。

關(guān)鍵詞： 紅外探測； ZigBee； 報警系統(tǒng)； 無線傳感網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號： TN219?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）15?0130?03

Alarm system of intelligent infrared detection for housing estate

WANG Yan1， LI Wei2， ZHANG Rui3

（1. School of Computer and Information Engineering， Tianjin Institute of Urban Construction， Tianjin 300384， China；

2. Department of Overseas New Business Development， Guilin NEC Wireless Communication Equipment Co.， Ltd.， Xi’an 710075， China；

3. College of Electronic Information and Automation， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300222， China）

Abstract： An alarm system of intelligent infrared detection based on wireless sensor network technology was designed for housing estate. The pyroelectric infrared sensor is used to detect illegal burglary， and then the alarm data is sent to the duty room by wireless sensor network technology. The scheme of system implementation is given. The alarm node， alarm host， alarm server and monitoring software in duty room were designed. Experimental results show that the system is running well， and can realize real?time alarm.

Keywords： infrared detection； ZigBee； alarm system； wireless sensor network

0 引 言

隨著人們對于安全問題變得日益關(guān)注，促使了全球安防設(shè)備市場的不斷增長。我國正處于社會急劇轉(zhuǎn)型期，治安狀況令人擔(dān)憂，對安防設(shè)備的需求也因此日益高漲。

紅外探測技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用[1?2]。由于它是不可見光，因此用它作監(jiān)控防盜報警器，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜均能使用，而且抗干擾能力強。其中被動式熱釋電紅外探測器具有價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點[3]，采用被動式熱釋電紅外探測器感知人體信號，隱蔽、可靠、便宜且抗干擾能力強。無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，面向家庭、工業(yè)自動化、智能控制等領(lǐng)域，它具有低成本、低功耗、低復(fù)雜度的優(yōu)點，工作在2.4 GHz免許可的ISM頻段[4?6]。ZigBee技術(shù)的特點符合報警系統(tǒng)的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢，而且無線系統(tǒng)的方便易用同樣是報警系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。

綜上所述，本文提出一種小區(qū)智能紅外探測報警系統(tǒng)，通過紅外信號采集來感知人體信號，通過基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)報警信息的傳送。

1 系統(tǒng)方案

紅外探測報警系統(tǒng)如圖1，圖2所示，主要包括兩部分：用戶端報警部分（住宅），報警服務(wù)器（小區(qū)值班室）。

系統(tǒng)主要功能包括：監(jiān)測區(qū)域中的紅外探測器快速準(zhǔn)確地檢測到異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后無線發(fā)送給報警主機。主機接收到信號后進(jìn)行識別，現(xiàn)場立刻發(fā)出警報（聲光報警或其他方式）并在顯示屏上顯示報警防區(qū)和警情。若家中有人，可在計算機上輸入密碼進(jìn)行現(xiàn)場解警，如限定時間內(nèi)無人解警，主機將自動進(jìn)入后續(xù)處理部分。報警主機上的ZigBee無線模塊通過小區(qū)內(nèi)布設(shè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)無線傳送到小區(qū)值班室的服務(wù)器。值班人員可以通過監(jiān)視軟件進(jìn)行小區(qū)安全監(jiān)視，一旦報警，監(jiān)視軟件上將顯示報警地點的門牌號碼和警情，保安可以立即出動解除警報或進(jìn)一步向公安機關(guān)報警，將住戶的生命財產(chǎn)的損失降到最低。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2為住宅系統(tǒng)框圖，主要包括ZigBee終端、ZigBee路由設(shè)備、探測器、報警主機。住宅內(nèi)部各監(jiān)測區(qū)域的報警數(shù)據(jù)通過本區(qū)域內(nèi)的ZigBee終端傳送給報警主機上的ZigBee路由設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)至小區(qū)值班室服務(wù)器。監(jiān)視區(qū)域采用了被動式紅外探測器，包括門窗、陽臺、室內(nèi)客廳、臥室等，可進(jìn)行移動人體的探測，報警主機可進(jìn)行現(xiàn)場聲光報警。

圖2 住宅系統(tǒng)框圖

2 報警系統(tǒng)節(jié)點設(shè)計

2.1 報警節(jié)點設(shè)計

報警系統(tǒng)的硬件原理是將紅外探測器的輸出端和發(fā)射模塊連接起來，并進(jìn)行相應(yīng)的電路設(shè)計，原理框圖如圖3所示，采用兩節(jié)電池供電。紅外探測部分采用RE200B熱釋電紅外探測器，并前面加上菲涅爾透鏡，以增加探測距離，放大電路則采用BISS0001，硬件連接方法如圖4所示。發(fā)光二極管采用閃爍發(fā)光二極管，使其高電平就進(jìn)行閃爍報警，以利于用戶、保安員發(fā)現(xiàn)報警。喇叭采用5 V長音型，使其通電就能發(fā)音，雖然聲音刺耳，但更利于發(fā)現(xiàn)報警。密碼采用鍵盤輸入。ZigBee模塊選用TSZ?CC2430通信模塊。

2.2 報警主機設(shè)計

報警主機如圖5所示，報警節(jié)點具有報警顯示功能。ZigBee模塊選用TSZ?CC2430通信模塊，經(jīng)RS 232接口連接到PC機，PC機完成對一套住宅的監(jiān)視。

圖3 報警節(jié)點設(shè)計框圖

圖4 紅外探測器應(yīng)用電路圖

圖5 報警主機

2.3 報警服務(wù)器設(shè)計

報警服務(wù)器如圖6所示，ZigBee模塊選用TSZ?CC2430通信模塊，報警服務(wù)器將TSZ?CC2430接收到的用戶報警信息通過RS 232接口上傳至PC主機，PC機上的監(jiān)視軟件實時顯示小區(qū)住宅的報警信息。

圖6 報警服務(wù)器

3 值班室監(jiān)視軟件

監(jiān)視軟件在Visual Basic 6.0環(huán)境下設(shè)計，Visual Basic是微軟公司推出的可視化開發(fā)工具[7]。具有簡單、易用、可視化、面向?qū)ο蟆⒉考夹g(shù)、事件驅(qū)動等一系列特性。該監(jiān)視軟件主要包括小區(qū)和用戶住宅報警信息部分。

對于小區(qū)報警設(shè)計，主要考慮軟件的使用環(huán)境及其人性化的要求。由于保安員在保安室主要的職責(zé)是在住宅報警時及時撥打報警電話，因此應(yīng)直觀地將住宅報警信息反映到監(jiān)視軟件界面上。同時考慮到保安員想得到住宅具體的報警位置，設(shè)計按鈕以方便保安員的使用。

用戶狀態(tài)分為四種，分別為：未連接狀態(tài)：矩形控件顯示為灰色；打開狀態(tài)：矩形控件顯示為綠色；報警狀態(tài)：矩形控件顯示為紅色；關(guān)閉狀態(tài)：矩形控件顯示為黃色。

小區(qū)報警主界面顯示如圖7所示， A座101室有人進(jìn)入，正在報警，實際的顯示過程中報警的紅色會閃爍；A座102室報警器處于關(guān)閉狀態(tài)；A座103室，未與主機連接，可能出現(xiàn)功能異常。

圖7 監(jiān)視主界面

報警主界面將住宅號及其各節(jié)點的狀態(tài)發(fā)送至住宅詳細(xì)信息界面，住宅詳細(xì)信息界面將接收的數(shù)據(jù)處理后還原至所需的節(jié)點狀態(tài)信息，并從住宅詳細(xì)信息界面中顯示出來。

住宅詳細(xì)信息界面見圖8所示，此種狀態(tài)表示在A座101室中，窗戶1、3和門的報警節(jié)點都處于打開狀態(tài)；而有人接近了窗戶2，系統(tǒng)開始顯示報警。

4 結(jié) 論

本文提出的小區(qū)智能紅外探測報警系統(tǒng)方案成本低，開發(fā)方便，應(yīng)用范圍廣泛，而且擴展性強，對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后可實現(xiàn)家庭智能監(jiān)控，樓宇照明的自動化管理等，具有很強的實用價值。

圖8 用戶住宅詳細(xì)信息界面

參考文獻(xiàn)

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