ZigBee技術(shù)在槍支定位系統(tǒng)中的應(yīng)用
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(1)實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧與三級(jí)網(wǎng)的協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換；
(2)發(fā)布監(jiān)控中心的監(jiān)控任務(wù)，并將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到三級(jí)網(wǎng)上，最后傳至值班室的監(jiān)控中心。
該系統(tǒng)以部隊(duì)現(xiàn)有的三級(jí)網(wǎng)為主要信息傳輸載體，每個(gè)增強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集槍支上安裝的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息，利用射頻模塊按照一定的通信協(xié)議在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并通過設(shè)置的匯聚節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與三級(jí)網(wǎng)之間的互聯(lián)。三級(jí)網(wǎng)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集到的位置信息發(fā)送到值班室的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)無線傳感器收集到的位置信息對(duì)槍支實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)發(fā)現(xiàn)槍支將要脫離預(yù)定監(jiān)控區(qū)域時(shí)，由監(jiān)控中心立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)突發(fā)狀況做出反應(yīng)。
2．2 普通節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
圖2中的普通節(jié)點(diǎn)即為傳感器節(jié)點(diǎn)。其功能為采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)以多跳中繼的方式傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊4部分組成，如圖3所示。其中，處理器模塊負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制和管理；傳感器模塊負(fù)責(zé)對(duì)預(yù)定監(jiān)控區(qū)域信息進(jìn)行采集，并做一定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；無線通信模塊負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間按一定的通信協(xié)議相互通信；能量供應(yīng)模塊為節(jié)點(diǎn)供電，提供各部分運(yùn)行需要的電量。在該系統(tǒng)中，每個(gè)槍支上都固定一個(gè)節(jié)點(diǎn)(即圖2是的普通節(jié)點(diǎn))，該節(jié)點(diǎn)內(nèi)置槍支的信息。由于節(jié)能是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)計(jì)要求之一，所以在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，要求傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率要很小，且為了增加電池使用壽命，同時(shí)保證發(fā)射出的信號(hào)能被順利接收，通過調(diào)度節(jié)點(diǎn)的休眠或喚醒狀態(tài)使相關(guān)性較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)交替工作而不是一直處在收發(fā)信號(hào)的狀態(tài)，每隔一段時(shí)間(40 s左右)連續(xù)發(fā)射1組(15次左右)槍支信息。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162924.htm
在該系統(tǒng)的傳感器節(jié)點(diǎn)中，無線通信模塊采用具有定位引擎的CC2431芯片，具有2．4 GHz直接序列擴(kuò)頻(DSSS)射頻收發(fā)器核心和高效的8051控制器。其中，MCU包括存儲(chǔ)器及其外圍，其他模塊提供電源管理、時(shí)鐘分配和測(cè)試等重要功能。CC2431的設(shè)計(jì)結(jié)合了8 KB的RAM及強(qiáng)大的外圍模塊，并且有3種不同的版本。它們根據(jù)不同的閃存空間32 KB，64 KB和128 KB來優(yōu)化復(fù)雜度與成本。CC2431的尺寸只有7mm×7mm的48腳封裝，采用具有內(nèi)嵌閃存的0．18μm CMOS標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。針對(duì)協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件執(zhí)行時(shí)對(duì)MCU處理能力的要求，CC2431包含一個(gè)增強(qiáng)型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8位8051微控制器內(nèi)核，運(yùn)行時(shí)鐘為32MHz。CC2431還包含一個(gè)DMA控制器，可以減少8051微控制器內(nèi)核對(duì)數(shù)據(jù)的傳送操作，因此提高了芯片整體的性能。
2．3 匯聚節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
匯聚節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)的交換，實(shí)現(xiàn)2種協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，它發(fā)布管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)任務(wù)，并把收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。它既可以是一個(gè)增強(qiáng)功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，也可以是沒有監(jiān)測(cè)功能僅帶無線通信接口的特殊網(wǎng)關(guān)設(shè)備。匯聚節(jié)點(diǎn)包括存儲(chǔ)器模塊、處理器模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、節(jié)點(diǎn)通信模塊以及能量供應(yīng)模塊，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。該系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)與監(jiān)控中心的通信，實(shí)現(xiàn)
與監(jiān)控中心的信息傳輸，同時(shí)兼容RS 232／RS 485接口，當(dāng)節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器終端出現(xiàn)意外通信故障時(shí)，直接將節(jié)點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)通過RS 232／RS 485接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，并加以分析。
3 結(jié)語
在此，介紹了基于ZigBee技術(shù)的槍支定位系統(tǒng)，通過在監(jiān)區(qū)、營區(qū)等預(yù)定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)建立一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信。傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，并通過ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)通過RS 232接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在監(jiān)區(qū)、營區(qū)等區(qū)域內(nèi)對(duì)節(jié)點(diǎn)的通信距離、傳輸時(shí)延、數(shù)據(jù)安全性等進(jìn)行了測(cè)試。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)的通信距離大約為35m，數(shù)據(jù)安全性亦較高，且具有較高的靈活性和可擴(kuò)展性。
評(píng)論