颇尔滤芯厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
颇尔滤芯厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

基于PIC单片机设计的红外入侵检测系统

发布时间:2020-06-30 18:20:54 阅读: 来源:颇尔滤芯厂家

在研究无线传感器网络(WSN)及ZigBee协议的基础上,提出了一种基于ZigBee技术的红外入侵检测系统的设计方案。该方案借助ZigBee技术在短距离无线通信方面的优势,利用Microchip公司的射频芯片MFR24J40,采用主动红外入侵探测装置实现了对入侵物体的实时检测及报警。 近年来随着科技的发展和人们安全防范意识的提高,基于红外线技术的入侵检测及报警技术已开始应用到防盗系统中[1]。现有的红外入侵检测系统多采用有线技术进行联网。这类方案的缺点是扩展性能差,布线繁琐,当线路老化或遭到磨损时,误报警率高。采用无线传输方式构建的无线入侵检测网络则可以避免这些问题。相对而言,无线方式比较灵活,可以适应移动或变化的需要。但是,无线通信技术在安全领域的应用相对还是很少。无线传感器网络(WSN)是信息感知及采集技术的一场革命,因其具有部署灵活、维护简单等特点而在环境、事件、监控、深水等许多方面有着广泛的应用前景。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术[2],可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术具有超低功耗和成本的特点,适合于承载数据流量较小的业务,所以ZigBee技术非常适合用在无线传感器网络的相关应用上。本文在研究ZigBee协议的基础上,提出了一种基于ZigBee协议的主动式红外入侵检测系统的设计方案,该方案具有比较好的扩展性及较低的误报警率。1 系统设计方案如图1所示为一大楼平层,该层有8个监控点(房间)。针对这种情况,系统可采用星型结构组网。整个系统由无线红外入侵检测节点、调节器节点、监控主机和PC机组成。其中,在每个房间安装一个无线红外入侵检测节点作为终端节点,对房间进行安全监控,并定时发送一个安全状态信号到调节器节点。调节器节点作为整个网络的中心节点,负责组建网络、接收终端设备(红外入侵检测节点)加入网络和数据的传输及转发。测控主机也是一个终端设备,但与无线红外入侵节点不同的是,它负责接收调节器发送的监控情况并通过串口发送给PC机。在PC上可实时查看到各监控点的安全状态,当有物体入侵时,立刻启动报警装置并在PC机上显示被入侵的房间号,安防人员可迅速作出反应。如果要监控的是多层建筑或者是小区,可采用树形拓扑结构进行组网,每一层或每一栋设一个协调器,负责收集数据,与中心协调器交换数据并把数据转发给监控主机。2 硬件节点的设计硬件节点的设计[3]是一个关键。其中,终端设备(无线红外入侵检测节点)与协调器结构类似,但是比协调器多一个入侵检测单元。如图2所示,红外检测节点由四部分构成:入侵检测单元负责感知监控点的安全状态,并通过AD转换器发送给微控制器;微处理器部件负责协调节点各部分的工作,进行必要的处理、保存;无线通讯单元采用专用的ZigBee射频芯片MRF24J40与其他节点交换数据;能量供应模块为其他功能单元提供工作所必需的能源。2.1 入侵检测单元 如图3所示,入侵检测单元采用主动式红外传感电路,它的特点是误报警率低。该单元包括红外发射部分和红外接收部分,发射部分采用交流方式激发,用NE555组建脉冲产生电路,并加上一对透镜增强发射距离。接收部分采用PIN光二极管负责接收红外光并由U2将接收的微弱信号作20 000倍放大,U3是电压比较器,参考电压是0.8V。当无物体入侵时,红外线被光二极管正常接收、放大、整流,并在U3正输入管脚产生一个高于参考值0.8V的电压,此时Vout输出为高电平。当有物体入侵时,将部分或完全遮住所发射的红外光线,此时光二极管接收的信号大幅度减弱或消失,于是U3正输入管脚产生的电压将小于参考电压,Vout输出为低电平,此时将产生报警信号。2.2 无线发射部分Microchip公司的射频芯片MRF24J40是一个针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4GHz IEEE 802.15.4收发器,适用于要求低功耗和卓越射频性能的射频应用。 PIC 8位单片机具有独特的RISC结构、数据总线和指令总线分离的哈佛总线(Harvard)结构,使指令具有单字长的特性,且允许指令码的位数可多于8位。这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比可以达到2:1的代码压缩,速度提高4倍。基于上述特点,采用PIC 8位单片机和MRF24J40组成节点无线发射部分。

长春职业装定制

济南西服制做

沈阳制做工服