基于GSM和ZigBee的實驗室安防系統(tǒng)的設計

ZigBee模塊采用Chipeon公司推出的首款符合2．4GHzIEEE 802．15．4標準的單片射頻收發(fā)芯片CC2420，能夠進行魯棒的無線通信，能夠確保在短距離通信中的有效性和可靠性。它內(nèi)置一個數(shù)字直接序列擴頻調制解調模塊，提供擴頻增益9dB。CC2420具有超低的電流消耗(RX-18．8mA；TX-17．4mA)，高接收靈敏度(-95dBm)，抗鄰頻道干擾能力強(39dB)，并且CC2420為包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)通信、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)驗證、空閑信道評估、鏈路質量指示和包定時信息等提供了強有力的硬件支持。這些硬件支持減輕了主控制器的負擔，使得它能夠使用低成本的微控制器。利用此芯片開發(fā)的無線通信設備支持數(shù)據(jù)傳輸率高達250kbps，可以實現(xiàn)多點對多點的快速組網(wǎng)。LPC2138通過SPI總線接口和控制信號線與CC2420射頻收發(fā)器進行通訊并控制射頻芯片的運行狀態(tài)。SPI總線支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸，可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，其中微處理器充當SPI主設備而CC2420收發(fā)器充當從設備。
2．2 監(jiān)控中心子系統(tǒng)硬件設計
監(jiān)控中心子系統(tǒng)也采用LPC2138作為主控制器，采用ZigBee模塊與實驗室子系統(tǒng)通信。
鍵盤與LCD查看警情信息和選擇工作模式，為了方便實現(xiàn)功能，鍵盤電路采用4×4矩陣鍵盤，其電路原理圖如圖4所示。鍵盤包括16個按鍵，即0～9十個數(shù)字鍵和六個功能鍵。系統(tǒng)采用掃描法，實現(xiàn)各按鍵的確認。通過軟件消除抖動保證讀鍵正確。

LPC2138內(nèi)部有一個512kB的Flash存儲器，可定義一部分空間作為警情存儲器，將各實驗室子系統(tǒng)的報警信息存儲起來備案，存滿時自動從低地址開始覆蓋。
GSM通信模塊采用西門子公司的TC35。TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務和傳真。TC35通過異步串行口與LPC2138相連接。