基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计..docx
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1、-30-20083产品设计与实现基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计现代化居住格局使家庭生活的封闭性越来越强,平安问题显得尤为重要。当前平安防范及报警系统是确保住宅、住户平安的极为重要的途径之一,同时也是数字化家庭的重要组成部分。遇到匪警、火警、煤气泄漏等紧急状况时,刚好通过电话完成对外报警求助非常必要。本文介绍了一种由嵌入式报警主机、无线传感器网络节点构成的智能电话报警系统。采纳无线传感器网络技术,使家庭的安防传感器形成一个无线网络;利用双音多频编解码技术实现了主动拨号、语音报警及简洁的电话限制;采纳以S3C2410为核心处理器的嵌入式开发平台,构建了一个配置简洁、功能强大、覆盖范围大的
2、新型嵌入式报警系统。该系统由一个报警主机和无线传感器网络节点组成。图1是系统的总体结构简图,图中的无线通讯模块结构完全相同。报警主机由基于S3C2410的32位嵌入式微限制器的开发平台和无线通讯模块组成。报警主机与无线传感器网络节点构成星型拓扑无线网络。利用S3C2410本身所具有的IIS接口,通过扩展UDA1341构成音频处理模块,实现了两个通道的音频输入和一个通道的音频输出,报警主机通过IlS接口来交换音频数据,音频信号经过音频功率放大后由音频变压器耦合进入电话线路以尽可能减小对双音多频DTMF(DualToneMultiFrequency信号的影响。振铃检测模块首先将电话线的信号通过整流
3、滤波后送入S3C2410的外部中断输入端,S3C2410依据不同的铃音信号限制电话接口电路实现不同的操作,同时识别信号的类型和次数并供应应上层应用程序。当摘挂机限制模块接收到CPU发出的摘挂机限制信号时,模块中的继电器接入或断开一个300电阻以实现自动一、系统的硬件结构和工作原理1、系统的硬件结构12黄布毅何超前李冬富石军1,21111 .郑州轻工业学院,河南4500022.河南省科学技术厅,郑州,450003【摘要】【关键词】介绍了一种由嵌入式报警主机、无线传感器网络节点构成的智能电话报警系统。阐述了系统的功能及组成,介绍了无线通讯协议以及部分软件流程。采纳无线传感器网络技术,使安防传感器节
4、点形成一个无线网络;利用双音多频编解码技术实现了拨号、语音报警及简洁的电话远程限制,使其成为操作简便、实时性好的新型报警系统。无线传感器网络电话报警双音多频电话限制模块无线网络化传感器节点1无线通讯模块11RF905电话线DTMF编解码模块nRF905UDA1341无线网络化传感器节点N煤气泄漏传感器无线传感器网络图1系统总体结构简图-31-20083产品设计与实现摘挂机。该系统中,DTMF编解码电路采纳MT88L89作为DTMF信号的编解码核心器件。远端用户的电话按键产生的DTMF信号经耦合电容的隔直流后,由MT88L89接收并进行译码,结束后由中断限制端发送中断信号,通知CPU数据打算好以
5、备读取,MT88L89输出的四位并行二进制数据通过LocalBus与CPU相连,此时CPU可获得键值信息;CPU通过LocalBus向MT88L89依次发送要拨打的电话号码,经MT88L89转换为DTMF信号实现拨号功能。当发生盗情、火灾、煤气泄漏等平安隐患时,传感器通过无线传感器网络向报警主机放射经数字编码的报警信号。报警主机马上发出警笛声,同时主动拨通用户预先设置的电话号码,将警情以语音的形式通知用户。语音提示用户以按键形式确认收到报警信息,智能电话报警器识别用户按键的键值后确定下一步动作。系统还具有远程布/撤防功能,即主子在身份验证后,能通过电话远程对系统进行布/撤防限制。具备被叫抢线功
6、能,当用户家中无人、电话占线或有人从外面打入电话企图占住报警线路行窃,盗警发生时,系统会自动抢线拨号报警。在不同的应用中,无线传感器网络节点的组成不尽相同,但一般都由数据采集、数据处理、数据传输和电源这四部分组成。被监测物理信号的形式确定了传感器的类型。处理器通常选用嵌入式CPU,如MotorOla公司的68HCI6、C51系列单片机等。数据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成,如讯通公司的PTR8000sZigBee无线模块等。图2描述了节点的组成,其中,实心箭头的方向表示数据在节点中的流淌方向。选用AT89C2051芯片作为无线传感器网络节点的处理器。并且采用I/O口模拟SPI方
7、式与nRF905通讯,配置存储器接口也采纳I/O口模拟。要求居家平安,应确保被监视的区域(阳台、门窗、过道、金库等置于传感器的敏感区域内。现有的传感器产品许多,如红外热释电探头、微波多普勒效应探头、微波红外复用探头等,用于检测盗贼侵入很灵敏。离子烟感器和半导体气敏传感器用于监视火警及煤气泄漏。外围MCU通过SPI总线配置PTR8000的内部寄存器和数据收发。PTR8000的SPl总线包括四个引脚:CSN(SPl使能、SCK(SPI时钟、MlSO住入从出和MoSl(主出从入。SPI总线的每次操作都必需在使能引脚CSN的下降沿起先。CSN低电平有效,总线上的数据在时钟的上升沿有效。MCU对SPl总
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