無線防盜系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計

　　摘要：現(xiàn)今，公共場合物品頻頻丟失，監(jiān)測物品是否處于安全范圍就變得非常重要?；跓o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)點接收信號強度)的無線測距原理，實現(xiàn)了一種基于ZigBee的無線防盜系統(tǒng)，實驗驗證了該系統(tǒng)的可行性，與傳統(tǒng)的有線傳輸方式相比，它具有設(shè)計靈活、施工簡易、布線成本低等優(yōu)點。

　　引言

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

　　有線方式通訊可靠、抗干擾能力強、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，但是其具有機動性差、不便適應(yīng)用戶及產(chǎn)品的多變要求，對預(yù)留連接線的維護及更換難度高、費用大的缺點。無線方式可避免探頭與主機之間的連接線，降低了現(xiàn)場施工、維護成本。它具有靈活、施工簡易、布線成本低等優(yōu)點。

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

　　隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了紅外、藍(lán)牙、射頻識別、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^[1]，使得 ZigBee技術(shù)成為當(dāng)今無線通信技術(shù)的研究熱點。

　　本文結(jié)合ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、開發(fā)了一套無線定位系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用無線傳輸和IEEE802.15.4短程無線通信協(xié)議，整個系統(tǒng)采用模塊化，設(shè)計成本較低，可實現(xiàn)一對一或者一對多個節(jié)點的無線設(shè)備的通信與定位。無線定位系統(tǒng)對于提高物品的安全監(jiān)測起到了重要的作用。

　　1 無線防盜系統(tǒng)設(shè)計

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

　　如圖1所示，首先，總機向終端發(fā)送請求定位信息，然后，終端節(jié)點發(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值計算該節(jié)點的距離。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過串口將終端節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)ID號，RSSI值和定位距離顯示在PC機上。

　　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、參考節(jié)點和定位節(jié)點^[3]，如圖2所示。