基于zigbee的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用2017,11,118-118+120基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)曹文田高彥劉宗武中國(guó)人民解放軍78156部隊(duì)導(dǎo)出/參考文獻(xiàn)關(guān)注分享收藏打印摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感器等先進(jìn)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得集計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、全自動(dòng)控制系統(tǒng)以及現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)于一身的現(xiàn)代M絡(luò)化智能控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，本文運(yùn)用ZigBee自組網(wǎng)技術(shù)作為安防物聯(lián)網(wǎng)核心組網(wǎng)技術(shù)，依靠可燃?xì)怏w傳感器對(duì)煤氣、天然氣、沼氣等可燃?xì)怏w進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)紅外傳感器來(lái)完成對(duì)人體等可能出現(xiàn)紅外現(xiàn)象的探測(cè)，利用感溫傳感器則對(duì)火災(zāi)、煙霧進(jìn)行報(bào)警，使用玻璃碎片傳感器針對(duì)

2、破碎的玻璃、窗戶等尖銳物體進(jìn)行辨別，釆用門(mén)磁傳感器對(duì)房屋門(mén)U進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧小區(qū)、智慧房屋等設(shè)施的安全功能。關(guān)鍵詞：2igBee;傳感器;智能安防;物聯(lián)網(wǎng)；0引言隨著高科技不停涌現(xiàn)并II隨之應(yīng)用時(shí)，也產(chǎn)生了各種不利因素，諸如電熱水器、電熱鍋、天然氣和微波爐等產(chǎn)品的使用，都會(huì)招致各種事故的產(chǎn)生；同時(shí)某些違法分人員的存在，就會(huì)導(dǎo)致各式各樣的犯罪違法行為的發(fā)生，在此種背景之下，并且通過(guò)分析大量國(guó)內(nèi)國(guó)外的智能安防系統(tǒng)，本文選用ZigBee技術(shù)此種極其適合現(xiàn)代人無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最新的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在實(shí)際的量化投產(chǎn)的使用過(guò)程中，往往要減少成本，并II網(wǎng)

3、絡(luò)結(jié)構(gòu)要盡可能的簡(jiǎn)潔實(shí)用，方便安裝。為此，提出如下設(shè)計(jì)原則：(1)自組織:所有前端的節(jié)點(diǎn)依靠彼此進(jìn)行組織，組網(wǎng)的同時(shí)無(wú)需主人進(jìn)行預(yù)先設(shè)罝。(2)低成木:在網(wǎng)絡(luò)中，需要安裝的傳感器的數(shù)量龐大，因此應(yīng)選用價(jià)格低廉的傳感器構(gòu)成節(jié)點(diǎn)來(lái)組成網(wǎng)絡(luò)。(1)標(biāo)準(zhǔn)化:對(duì)網(wǎng)絡(luò)中全部的傳感器等終端的量化標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化。(2)嵌入式方面的運(yùn)用：節(jié)點(diǎn)依靠集成了嵌入式技術(shù)的設(shè)備，或者其他種類的設(shè)備來(lái)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接，通過(guò)這種方法，可以節(jié)約成本。1總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由多傳感器組建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控單元和控制單元組成，其總體結(jié)構(gòu)如閣1所示。蜂鳴報(bào)鈐器紅外可燃?xì)怏w門(mén)磁玻璃破碎感溫傳感器I/0nI/O

4、口協(xié)調(diào)器(ZigBee模塊)中央處理器I/O口燈光、排氣扇控制模塊圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖下載原圖智能安防的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)組成的。節(jié)點(diǎn)傳感器零零散散地布置在環(huán)境當(dāng)中，傳輸方式為多跳路由的形式。在實(shí)際應(yīng)用中，智能安防的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)通過(guò)協(xié)作方式來(lái)感知、采集、處理以及傳送網(wǎng)絡(luò)中被網(wǎng)絡(luò)感知對(duì)象的信息。經(jīng)過(guò)處理后把這些信息送至計(jì)算機(jī)控制中心。以計(jì)算機(jī)為核心進(jìn)行檢測(cè)傳感器的監(jiān)控單元的主要構(gòu)成部分就是計(jì)算機(jī)檢監(jiān)測(cè)心。其可通過(guò)GSM等手機(jī)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息直接發(fā)送到手機(jī)客戶終端，并且用戶還可通過(guò)PC終端來(lái)査看視頻信息，確定是否存在誤報(bào)警，如果屬

5、于誤報(bào)警，用戶則可以通過(guò)ZigBoc網(wǎng)絡(luò)使用PC終端來(lái)發(fā)送復(fù)位指令取消報(bào)警狀態(tài);若用戶確定其屬于正常報(bào)警情況，則可發(fā)送執(zhí)行命令來(lái)進(jìn)行控制揚(yáng)聲器來(lái)向不法分子發(fā)出警告等。不一樣類別的傳感器被放在不同的地方。在房門(mén)的位置上，設(shè)置了門(mén)磁傳感器，天花板上裝有感溫以及可燃?xì)怏w傳感器。而將可燃?xì)怏w傳感器也同時(shí)布置在了廚房等含有燃料的地方，同吋，在房子的大部分區(qū)域都安裝著大量的紅外傳感器。以上數(shù)據(jù)會(huì)依靠路由器的收集后會(huì)進(jìn)行傳輸至云端。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)一般要視具體要實(shí)現(xiàn)的功能而定?；谶@點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)不同的功能往往要采用不同的方法?，F(xiàn)代智能的安防網(wǎng)絡(luò)中一般包括3

6、個(gè)節(jié)點(diǎn):傳感器終端節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，各自作用如下：(1)終端節(jié)點(diǎn)可分成收集節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)。收集節(jié)點(diǎn)作用是監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的不正常變化，并數(shù)字化后存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)信道傳給路由器。而控制節(jié)點(diǎn)會(huì)執(zhí)行控制命令。(2)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)：負(fù)責(zé)匯總網(wǎng)絡(luò)中的全部數(shù)據(jù)，是網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)子節(jié)點(diǎn)的中心點(diǎn)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，能夠組建、維持及管控整個(gè)傳感器系統(tǒng)。另外，利用串口來(lái)完成與終端間的信息的傳輸。(3)路由器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)，大量的數(shù)據(jù)信息會(huì)通過(guò)路由器的傳導(dǎo)作用進(jìn)行分發(fā)。此時(shí)，路由表也在實(shí)時(shí)地刷新著，A的是匹配適合的路由，實(shí)現(xiàn)信息的路線尋找和路由保護(hù)，為協(xié)調(diào)器與終端中間進(jìn)行接續(xù)。1.1路由節(jié)

7、點(diǎn)整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，起到中繼功能的就是路由器。一旦中繼面臨癱瘓的時(shí)候，協(xié)調(diào)器就會(huì)完成中繼，即兩者之間可以互補(bǔ)。冋吋，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障吋，路由節(jié)點(diǎn)可以作為一種屮繼器來(lái)建立終端節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器之間的通信。利用此種方法，網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)會(huì)增強(qiáng)。同時(shí)也基本上杜絕了數(shù)據(jù)丟失以及系統(tǒng)崩潰等問(wèn)題的發(fā)生。設(shè)計(jì)流程:路由節(jié)點(diǎn)設(shè)罝后，就初始化，然后按照?qǐng)D中所示進(jìn)行。當(dāng)條件許可時(shí),如果有加入到網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)則網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)給其分配地址。一旦出現(xiàn)情況，則會(huì)再一次進(jìn)行步驟。當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)后，就循環(huán)執(zhí)行設(shè)置編碼好的循環(huán)函數(shù)，每個(gè)循環(huán)都會(huì)將所收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。1.2終端節(jié)點(diǎn)ZigBee的終端節(jié)點(diǎn)主

8、耍用于信息采集模塊當(dāng)中的傳感器節(jié)點(diǎn)，由傳感器構(gòu)成。由于傳感器節(jié)點(diǎn)不需頻繁的發(fā)射大