無(wú)線防盜系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)

　　摘要：現(xiàn)今，公共場(chǎng)合物品頻頻丟失，監(jiān)測(cè)物品是否處于安全范圍就變得非常重要。基于無(wú)線定位的防盜系統(tǒng)是一種防止物品被盜行之有效的方法。本文研究了基于RSSI(節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度)的無(wú)線測(cè)距原理，實(shí)現(xiàn)了一種基于ZigBee的無(wú)線防盜系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性，與傳統(tǒng)的有線傳輸方式相比，它具有設(shè)計(jì)靈活、施工簡(jiǎn)易、布線成本低等優(yōu)點(diǎn)。

　　引言

　　現(xiàn)如今，隨身物品頻頻丟失，造成財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钤斐蓢?yán)重的影響。當(dāng)物品超出相對(duì)安全的范圍時(shí)，若使用者及時(shí)得到提醒，就會(huì)避免不必要的損失。因此，對(duì)物品是否在安全范圍的監(jiān)測(cè)，即防盜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

　　有線方式通訊可靠、抗干擾能力強(qiáng)、器件成本低，適用于新建且可以在墻壁內(nèi)預(yù)留連接線的建筑物，但是其具有機(jī)動(dòng)性差、不便適應(yīng)用戶及產(chǎn)品的多變要求，對(duì)預(yù)留連接線的維護(hù)及更換難度高、費(fèi)用大的缺點(diǎn)。無(wú)線方式可避免探頭與主機(jī)之間的連接線，降低了現(xiàn)場(chǎng)施工、維護(hù)成本。它具有靈活、施工簡(jiǎn)易、布線成本低等優(yōu)點(diǎn)。

　　以短程無(wú)線通信為基礎(chǔ)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控各無(wú)線模塊來判斷物品是否處于相對(duì)安全范圍內(nèi)，若物品超出范圍時(shí)，則接收終端發(fā)出震動(dòng)警報(bào)，提醒擁有者了解該物品目前處于“危險(xiǎn)”狀態(tài)。

　　隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了紅外、藍(lán)牙、射頻識(shí)別、ZigBee等相關(guān)技術(shù)，ZigBee技術(shù)具有低功耗、低成本、高通信率等優(yōu)點(diǎn)^[1]，使得 ZigBee技術(shù)成為當(dāng)今無(wú)線通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

　　本文結(jié)合ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、開發(fā)了一套無(wú)線定位系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸和IEEE802.15.4短程無(wú)線通信協(xié)議，整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化，設(shè)計(jì)成本較低，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或者一對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線設(shè)備的通信與定位。無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)于提高物品的安全監(jiān)測(cè)起到了重要的作用。

　　1 無(wú)線防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本文設(shè)計(jì)的無(wú)線防盜系統(tǒng)包括ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(即報(bào)警主機(jī))與PC三個(gè)部分組成，如圖1所示。終端節(jié)點(diǎn)由無(wú)線發(fā)射器CC2530模塊、3.7V鋰電源組成。報(bào)警主機(jī)由無(wú)線收發(fā)CC2530模塊、數(shù)據(jù)處理模塊組成。

　　如圖1所示，首先，總機(jī)向終端發(fā)送請(qǐng)求定位信息，然后，終端節(jié)點(diǎn)發(fā)射自身的RSSI值，最后，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器根據(jù)接收的RSSI值計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的距離。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過串口將終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)，RSSI值和定位距離顯示在PC機(jī)上。

　　1.1 ZigBee定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　ZigBee是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的802.15.4無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的^[2]。本系統(tǒng)采用ZigBee樹形結(jié)構(gòu)，利用ZigBee的定位系統(tǒng)包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、參考節(jié)點(diǎn)和定位節(jié)點(diǎn)^[3]，如圖2所示。