ZigBee在學(xué)生公寓安全監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用

　　2.3.2 宿舍防盜報(bào)警電路

　　電路主要包括單片機(jī)、數(shù)字鍵盤(pán)、光電式傳感器以及報(bào)警器等，整個(gè)電路的工作過(guò)程主要包括兩部分。

　　(1)人員進(jìn)入宿舍。首先在宿舍門(mén)框上方安裝光電式傳感器，位置如圖6所示。利用光電式傳感器的遮光式原理，門(mén)關(guān)閉時(shí)光電式傳感器的收發(fā)元件正好相對(duì)，門(mén)打開(kāi)時(shí)，由于收發(fā)元件之間光束被阻斷，導(dǎo)致接收元件信號(hào)急劇下降，經(jīng)過(guò)放大、轉(zhuǎn)換傳輸至單片機(jī)觸發(fā)報(bào)警器。然后在宿舍門(mén)外安裝數(shù)字鍵盤(pán)，通過(guò)有線的方式與單片機(jī)相連。預(yù)先設(shè)定密碼，當(dāng)有人進(jìn)入宿舍時(shí)，需先輸入密碼取消報(bào)警，否則打開(kāi)門(mén)時(shí)將觸發(fā)報(bào)警。為防止人員進(jìn)入時(shí)忘記輸入密碼，可設(shè)置語(yǔ)音提示。輸入正確密碼后，單片機(jī)檢測(cè)到接收元件信號(hào)急劇下降(開(kāi)門(mén))，一段時(shí)間后接收信號(hào)正常(關(guān)門(mén))時(shí)，自動(dòng)重啟報(bào)警。

　　(2)人員離開(kāi)宿舍。為了防止人員外出開(kāi)門(mén)時(shí)觸發(fā)報(bào)警，在開(kāi)門(mén)裝置附近安裝光電式傳感器。利用光電式傳感器的反射式原理，開(kāi)門(mén)時(shí)人的手會(huì)遮擋住光源發(fā)出的光線，單片機(jī)檢測(cè)接收元件接收到信號(hào)時(shí)立刻取消報(bào)警。人外出關(guān)門(mén)后，單片機(jī)自動(dòng)重啟報(bào)警。同時(shí)防止外出時(shí)忘記關(guān)門(mén)或鎖門(mén)，設(shè)置語(yǔ)音提示。

　　系統(tǒng)采取宿舍內(nèi)和管理中心雙重報(bào)警，防止宿舍無(wú)人時(shí)非法人員進(jìn)入。同樣可以把本電路安裝到窗戶等其他地方，防止非法人員從這些地方進(jìn)入盜竊。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、硬件成本低、易安裝，但軟件編寫(xiě)相對(duì)復(fù)雜些，對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求較高。防盜報(bào)警電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括節(jié)點(diǎn)(協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn))和管理中心主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。終端節(jié)點(diǎn)采取混合式WSN(無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò))工作模式^[5]對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 。一方面節(jié)點(diǎn)以一定的周期不斷地采集環(huán)境變量，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心;另一方面將傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取監(jiān)測(cè)環(huán)境狀態(tài)的特征信息，判斷是否有異常發(fā)生，并將異常信息及時(shí)發(fā)送到管理中心。為了降低功耗，節(jié)點(diǎn)完成之后進(jìn)入休眠狀態(tài)，同時(shí)設(shè)置為可被一些異常情況產(chǎn)生的中斷喚醒。管理中心可以通過(guò)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，供遠(yuǎn)程監(jiān)控中心調(diào)閱，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程監(jiān)控。節(jié)點(diǎn)(協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn))工作流程如圖7所示。

　　使用Visual C++ 設(shè)計(jì)監(jiān)控中心的管理軟件，并配備計(jì)算機(jī)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可視化管理，包括數(shù)據(jù)處理、分析、顯示、存儲(chǔ)，狀態(tài)異常報(bào)警、節(jié)點(diǎn)信息管理、系統(tǒng)用戶管理以及系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置等功能。