ZigBee在學生公寓安全監(jiān)控系統(tǒng)中應用

　　2.3.2 宿舍防盜報警電路

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

　　(1)人員進入宿舍。首先在宿舍門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，門關閉時光電式傳感器的收發(fā)元件正好相對，門打開時，由于收發(fā)元件之間光束被阻斷，導致接收元件信號急劇下降，經(jīng)過放大、轉換傳輸至單片機觸發(fā)報警器。然后在宿舍門外安裝數(shù)字鍵盤，通過有線的方式與單片機相連。預先設定密碼，當有人進入宿舍時，需先輸入密碼取消報警，否則打開門時將觸發(fā)報警。為防止人員進入時忘記輸入密碼，可設置語音提示。輸入正確密碼后，單片機檢測到接收元件信號急劇下降(開門)，一段時間后接收信號正常(關門)時，自動重啟報警。

　　(2)人員離開宿舍。為了防止人員外出開門時觸發(fā)報警，在開門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，開門時人的手會遮擋住光源發(fā)出的光線，單片機檢測接收元件接收到信號時立刻取消報警。人外出關門后，單片機自動重啟報警。同時防止外出時忘記關門或鎖門，設置語音提示。

　　系統(tǒng)采取宿舍內和管理中心雙重報警，防止宿舍無人時非法人員進入。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入盜竊。本設計結構簡單、硬件成本低、易安裝，但軟件編寫相對復雜些，對系統(tǒng)實時性要求較高。防盜報警電路結構如圖6所示。

　　3 系統(tǒng)軟件設計

　　系統(tǒng)軟件設計包括節(jié)點(協(xié)調器節(jié)點和終端節(jié)點)和管理中心主機的軟件設計。終端節(jié)點采取混合式WSN(無線傳感器網(wǎng)絡)工作模式^[5]對環(huán)境進行實時監(jiān)測 。一方面節(jié)點以一定的周期不斷地采集環(huán)境變量，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心;另一方面將傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行處理，提取監(jiān)測環(huán)境狀態(tài)的特征信息，判斷是否有異常發(fā)生，并將異常信息及時發(fā)送到管理中心。為了降低功耗，節(jié)點完成之后進入休眠狀態(tài)，同時設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3G無線網(wǎng)絡傳輸給遠程監(jiān)控中心計算機，供遠程監(jiān)控中心調閱，實現(xiàn)異地遠程監(jiān)控。節(jié)點(協(xié)調器節(jié)點和終端節(jié)點)工作流程如圖7所示。

　　使用Visual C++ 設計監(jiān)控中心的管理軟件，并配備計算機、操作系統(tǒng)和應用軟件，負責對系統(tǒng)中的所有節(jié)點進行可視化管理，包括數(shù)據(jù)處理、分析、顯示、存儲，狀態(tài)異常報警、節(jié)點信息管理、系統(tǒng)用戶管理以及系統(tǒng)參數(shù)的設置等功能。