基于AT89C2051和RFID的封閉式大型倉儲安全系統設計研究

劉恒祥

（陜西郵電職業技術學院　陜西　咸陽　712000）

基于AT89C2051和RFID的封閉式大型倉儲安全系統設計研究

劉恒祥

（陜西郵電職業技術學院陜西咸陽712000）

通過研究發現解決封閉式大型倉儲安全問題的重點在于做好防盜和防火災兩項工作。著眼解決好防盜和防火問題，研究設計了運用RFID身份認證技術督促倉儲安保人員落實巡查制度，綜合運用無線傳輸、視頻監控、煙霧傳感、紅外探測和聲音報警等多項安防技術為一體的封閉式大型倉儲安全系統。該系統融合了多種成熟的探測技術、傳感技術、傳輸技術，系統成本較低，技術難度較小，通用性強，具有較強的經濟價值和實用價值。

倉儲安全；單片機；RFID；ZLG500B；nRF24L01

隨著國民經濟的快速發展，封閉式大型倉儲日益發揮出巨大的作用。與此同時，封閉式大型倉儲安全問題也日益受到人們的關注。從有關統計數據來看，封閉式大型倉儲安全主要來自兩方面威脅：一是盜竊，二是火災［1-6］。因此，要保證封閉式大型倉儲安全，從防盜來看，一是要加強倉儲安保人員責任心，落實好巡查制度；二是要完善倉儲安全防范設施，使之具備多方式全天候防盜監控功能。從防火災來看，主要是要實現火情發現與報警措施。鑒于此，研究提出了一種采用AT89C2051和RFID為主，綜合運用多種安防技術為一體的封閉式大型倉儲安全系統。

1　系統結構

該系統主要由安防監控中心（上位機）和前置監控（下位機）構成。在前置監控中，RFID識別單元完成倉儲安保人員巡查考勤功能；視頻監控單元、煙霧傳感器、紅外探測單元、聲音報警單元實現防火防盜綜合預警功能；遠程傳輸單元主要完成監控信息的上傳功能。安防監控中心主要完成遠程配置前置監控；接收前置監控傳回的巡查考勤數據和其他安全監控數據，輸入數據庫方便日后回調［7-10］。系統結構框圖如圖1所示。

圖1　系統結構框圖

2　系統運行

2.1系統初始化

設置兩種方式進行系統初始化。一是安防監控中心發布系統初始化命令，通過遠程傳輸單元傳輸給前置監控主控芯片；另一種是系統管理員現場對前置監控進行初始化操作。接收到系統初始化命令后，前置監控主控芯片對RFID識別單元、視頻監控單元、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器、遠紅外火焰傳感器、震動傳感器、聲響傳感器以及聲音報警單元進行自檢，收到工作正常信號后，設置各監控單元為布防狀態，系統開始運行［11］。

2.2巡查考勤

當熱釋紅外監控單元發現有人員接近時，啟動視頻監控單元，開始拍攝現場錄像。同時遠程傳輸單元傳輸現場圖像，并向安防監控中心發出警報信號。如果是倉儲安保人員巡查，一旦進入前置監控工作范圍內，首先安保人員需要通過RFID讀寫設備驗證身份，此時前置監控通過遠程傳輸單元將將巡查人員身份信息和視頻監控圖像傳回安防監控中心，實現考勤功能［12］。

2.3盜情火情預警

在系統工作中，由熱釋紅外監控、震動傳感器、聲響傳感器實現對非法侵入的預警，由煙霧傳感器、遠紅外火焰傳感器實現對火災的預警，一旦發生盜情或者火情，立即發出聲音報警，同時遠程傳輸單元向安防監控中心發出報警信息。

3　系統主要硬件選擇及電路設計

3.1ZLG500B讀寫模塊

ZLG500B讀卡模塊采用超小型、超大規模集成電路封裝，集成了PCB天線，提供了一個UART接口（CMOS電平），可受控于上位機微處理器。頻率13.56 MHz，支持MIFARE系列無線智能卡，可以較好地滿足系統需要［13-14］。電路設計原理圖如圖2所示。

3.2無線傳輸單元

選擇nRF24L01無線收發芯片。該芯片具有成本低、可靠性高、外圍設計簡單的優點。該芯片工作電壓范圍為1.9～3.6 V，超過將燒毀芯片，推薦電壓為3.3 V。因此，在電路設計中需要穩壓電路，在此選用AMS1117—3.3作為穩壓芯片［15］。電路設計原理圖如圖3所示。

圖2　ZLG500B讀卡模塊電路設計原理圖

圖3　nRF24L01無線收發芯片電路設計原理圖

3.3煙霧傳感器

選用MQ-2。它適用于液化氣、丁烷、丙烷、酒精、煙霧等的探測。其探側范圍300～10 000 pprnm；響應時間≦10 s。MQ-2為模擬信號輸出，因此需要將輸出信號連接到ADC0832轉換的ch0通道完成A/D轉換。電路設計原理圖如圖4所示。

圖4　煙霧傳感器電路設計原理圖

3.4紅外傳感器

系統中每個前置監控設置2路紅外傳感器，其中一路為熱釋紅外監控，調節其波長為人身紅外輻射波段，實現對人員的監控；另一路為遠紅外火焰傳感器，主要用來探測火源或其他一些波長在760～1100納米范圍內的熱源，探測角度60度，工作溫度為-25～85℃。電路設計原理圖如圖5所示。

圖5　遠紅外火焰傳感器電路設計原理圖

4　結束語

做好封閉式大型倉儲安全工作，關鍵在于抓住影響其安全的主要問題。研究發現主要應解決好安全巡查與防盜防火等問題。基于此，研究設計了綜合利用RFID識別技術、視頻監控技術、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器、遠紅外火焰傳感器、震動傳感器、聲響傳感器等傳感技術對封閉式大型倉儲進行系統安全布控，可以有效地解決其安全問題。該系統的優點在于融合多種成熟的探測技術、傳感技術、傳輸技術，系統成本較低，技術難度較小，通用性強，具有較強的經濟價值和實用價值。

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The design and research of enclosed storage security system based on AT89C2051 and RFID

LIU Heng-xiang
（Shaanxi Post and Telecommunication College，Xianyang 712000，China）

We found that the key to solve the problem of enclosed storage security lies in two for anti-theft and fire prevention work.In order to solute of guard against theft and fire prevention，we design using RFID authentication technology supervise warehouse security personnel to carry out the patrol system，the integrated use of wireless transmission，video monitoring，smoke sensor，the infrared detection and voice alarm and so on many security technology as one of the enclosed storage security system.This system combines several mature detection technology、sensor technology、transmission technology.It has low system cost and smaller technical difficulty and strong commonality and strong economic value and practical value.

storage security；MCU；RFID；ZLG500B；nRF24L01

TN791

A

1674－6236（2016）16-0171-03

2015-12-02稿件編號：201512019

陜西省教育廳專項科研計劃項目（14JK2024）

劉恒祥（1982—），男，山東煙臺人，碩士，講師。研究方向:軟件系統設計，計算機通信。