智能家居安全防护系统

系 统 总体 方 案设 计
本 系统 的整 体设计方案 如图 １所示 。主要有三个方 面组 成 ：无 线 智能 家居 安全 防护传 感器 节点 、ＺｉｇＢｅｅ协调 器节 点 和 监 控 中 心 。
传 感 器 节 点主 要 是负 责 采集 数 据和 对 信息 预 处理 ，回 应监控 主机 的指令发送 数据 。本 系统采用 的传感器有 温度 、 烟雾 、煤气 、火焰和红外 传感器 ，将 这些传 感器分散 布置在 家居环 境 内 ，对家居安 防环境信 息进行实 时采集 。然 后各个 传感 器节点 将 自己所采 集到 的实 时信息通 过初步 的数 据处理
系统 硬件 设计
ＺｉｇＢｅｅ网 络 硬 件 设 计 ＺｉｇＢｅｅ无线 网络 的硬 件设备 分为协 调器 、路 由器 和终 端 节点 。协调器 主要负责 网络正常工作 并且保持 同网络其他 设 备的通信 ；路 由器可 以将 消息发到 其他设备 ；终端节 点负 责 完成传感器数 据的采集 和发送 ，由于 终端节点的存储 器容 量 要求最少 ，所 以可以满足 ＺｉｇＢｅｅ的低功 耗要求 。本系统
本 课题通过 采用传 输范 围适 中 、安全可靠 、网络容量 较 大 、低功耗低成 本的 ＺｉｇＢｅｅ技术 ，配 以温度 、烟 雾 、煤气 、 火焰和 红外传感 器设计 智能家居远 程安全监控 系统 。该 系统 具有防火、防盗、防燃气泄漏的功能 ，可以对危险因素做出 处 理 ，并 发 出短 信报警通知 主人 ，主 人还可 以对家居环 境进 行实时的监控 。
ＧＳＭ ／ＧＰＲ Ｓ模 块 系统 采用 的 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模 块为 ￥９００１ＭＣｏｍ 公 司生 产 的 ＳｌＭ９００Ａ。ＳＩＭ９００Ａ 是 一 个 ２频 的 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ 模 块工作频段为 ＥＧＳＭ ９００ＭＨｚ和 ＤＣＳ １ ８００ＭＨｚ，能实现 对语 音 、数据 和传真 信息 的传 输 。ＳｌＭ９００Ａ接 口众多 ，能 够充分满 足用户的各种设计 需求 ，功耗低 ，在 睡眠模式下最 低耗流只有 １ ０ｍＡ，尺寸 小 几乎可 以满足所有用户应用 中 对空 间 尺寸 的要 求 。ＳｌＭ９００Ａ 内嵌 ＴＣＰ／ＩＰ协 议 ，扩 展 的 ＴＣＰ／ＩＰ ＡＴ命令让用户能够很容易使用 ，很 方便进行数据传 输 。该 模块 功能 强大 、易于使用 、安 全可靠 ，支持 １．８Ｖ和 ３．０Ｖ ＳｌＭ 卡 ，使用时只需在卡槽中插 入 ＳｌＭ，正 常电压值为 ２．０Ｖ 或 １．８Ｖ，通电后向模 块发送 ＡＴ指令便能控制其工作 。
茄犀有爨 茹 韩 性 能 稳定可 靠，维护方便的优点 ，对手保护家庭安全有很 大 佯甩
智 能家居 的概念很早就 被提 出了 ，但一直 没有实 际的建 筑 案例 出现 ，直 到 １ ９８４年美国联 合科技 公司将建 筑设备信 息 化 、整 合化的概 念应用于 现实 时 ，才出现 了第一栋 的 “智 能 型建筑 ” ，从此 揭开了全 世界建造 智能家居 的序幕 。自从 １ ９８４世 界第 一个智 能家 居系统 问世 以来 ，智 能家 居就在 我 们 的生 活 中一直 更新 ，进 入 ２１世 纪后 ，智能 家居更 是在 系 统和 功能上有了质 的飞跃 。
终 端节点开始 时进 行初始化 ，然后扫描 网络信道 ，如 果 发现 网络 请求加入 网络 。协 调器收到请求后 的网络层 向应 用 层发送确 认 终端节点 开始 启动且 已经加入 网络 。终端节点 发送成功 后会进入 ＳＬＥＥＰ状态 ，等待定时 器唤醒 ；如果发 送失败 ，将一 直发送 ，直到 发送成功为止 。终端 节点的程序 流程如图 ３所示 。
系统软 件设 计 终 端节 点的软件 设 计
环境 参数的采集利用周期性 的定 时器 ，每 隔 １ ０ｓ采集 一 次 并将采集的信息通过 ＺｉｇＢｅｅ模块发送给协调器 。在定时 时间到后 会继续采集 当前 的温湿度值并判 断各传感器的采 集 状态 ，如温湿度是否超限 、红外传感器输 出的高低 电平等 。
图 １ 家居 智能安全 防护系统 的总体设计方 案
一 ３３
◎ ３１万 ～ ６０万
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图 ２ ＺｉｇＢｅｅ终端 节点硬件结 构
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ＣＣ２５３０模块 的 Ｉ／０ 口 ，如 果 ＣＣ２５３Ｏ模 块 的 Ｉ／０ 口的 端 口电平 发生变化 ，那就 意味着有人进 入或有火焰产生 ，同时 ＣＣ２５３０进行 下一步动作 ；而其他几种传感器输 出均为模拟 量信号 ，因此 ，需要经过 ＣＣ２５３０模块的 ＡＤＣ端口的处 理 。
和 整合 之后传 送给用 户 。ＺｉｇＢｅｅ协调 器节 点的 功能是 接收 系统控 制中心发送 的指令做 出相应地处 理 ，还要将终端 节点 （ＲＦＤ）接 收到的数据发 送给系统控制 中心 。监控 中心的软 件是 利用图形化 编辑语言 ＬａｂＶＩＥＷ 编 写的 ，监控 中心 可以 实现 整个无线传 感器 网络 的监测 ，显示 和存储协调 器节 点发 送的 数据 。另外 ，监 控中心还 添加了短信报 警和图像监 测功 能 。短信 报警采用的是 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ 网络 ，它用 ＡＴ指 令进 行模 块控制 ，通 过串 口进 行控制命令 的传送 。本系统 中使用 ＵＳＢ摄像头对家庭关键部位进行监测 。
ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ￣ＥＣＨＮＱＬＯＧＹ ｉＮＦＱＲＭＡＨＯＮ ＪＨＩ ２０１６中国科技信息２０１６：￣ １４期
３１万 一 ６０万 ◎
Ｄ￣Ｉ：１０ ３９６９８ ｉｓｓｎ １００１—８９７２ ２０１６．１４ ０１１
影响力 ｉ予业关联度
为解决家庭住宅存在的安全隐患，使人们的生命和财产安垒得到更 可靠的保障，现葶ｌ入智能纯的安全防护系统 系统基于ＺｉｇＢｅｅ技术 通 过 多种传感器采集信息 ，用摄像头监测塞肉情况 当塞缃 出现爨 常Ｂ寸 时 发出报警信号并通过 ＧＳＭ／ＧＰＲＳ移动通信网络给用 手机发送信息，一 本系统巽有防火、防瓷、防燃气泄漏的功能。本系统辩褥的 ９Ｂｅｅ技Ｉ术 实 现７家庭 内部星状拓扑的簧麓安全骆护系统的设计方案 ，不单 单克鞭