基于无线传感网络的目标入侵监测系统设计_田军

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1、2015年2月1日现代电子技术Feb.2015第38卷第3期ModernElectronicsTechniqueVol.38No.323基于无线传感网络的目标入侵监测系统设计田军，董兴，韩卫洁，李晶璐（长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安710064）摘要：针对我国广阔的领土及漫长的边防无法实现大范围有效、灵活、低投入的值守警戒，设计了一种基于无线传感网络的目标入侵监测系统。以满足恶劣环境下大范围、长时间，信息准确的无人值守需求。并进行了相应的实验验证，结果表明，该系统可靠性好，功耗低，可实现目标自动监测。关键词：目标入侵监测

2、；无线传感网络；STM32；ZigBee；AD7606中图分类号：TN92⁃34文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2015）03⁃0023⁃03DesignofinvasiontargetmonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkTIANJun，DONGXing，HANWei⁃jie，LIJing⁃lu（KeyLaboratoryofRoadConstruction&EquipmentofMOE，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China）Abstract：

3、Aninvasiontargetmonitoringsystembasedonwirelesssensornetworkwasdesignedtomeetalong⁃timeunat⁃tendedneedsandobtainaccurateinformationinawiderangeofbadenvironment，sinceChinacannotachievetheeffective，flexi⁃bleandlowinvestmentunattendedalertinitsvastterritoryandlongborder.Aserie

4、sexperimentalresultsshowsthatthesystemhaspropertiesofhighreliabilityandlowpowerconsumption，andcanachieveautomaticmonitoring.Keywords：invasiontargetmonitoring；wirelesssensornetwork；STM32；ZigBee；AD7606[3]组成，如图1所示。0引言我国地域辽阔，有着漫长的边防线，并与多国接壤。很多地带，地形复杂，气候多变，环境恶劣，人员难以值守。边防直接关系着国家安

5、全与领土完整，为此，我国每年投入大量的人力、物力和财力，但仍远不能满足边防警戒需求。为此设计一种无线多传感器网络监测系统，此系统可通过人工布设，火炮发射或飞机空投等方式散布在所需地带，无需人为过多干预，便可自行监测是否有人员及车辆等目标入侵，并通过无线传输网[1⁃2]络将信息及时准确地发送到基站，具有使用灵活、反图1系统原理框图应灵敏、隐蔽性强、成本低、适应性强等优点。在保护国家边防安全方面具有重要的战略意义。同时该系统也此系统四类传感器中，声音、红外、磁电的传感器电非常适合国内某些需监控的广阔边远区域，或者地形复路都已模块化，检测到的信号输

6、出为高低电平，可直接杂人员难以到达或长时间值守的区域。与ARM芯片通信。震动传感器检测到人员或车辆对地面的震动信号为微弱的模拟电压信号，须经滤波放大电1系统组成及工作原理路与A/D转换电路处理后，才能输入STM32芯片进行处该系统主要由STM32主控板、声音传感器模块、红理。应用此系统进行目标监测，当有人员或车辆目标侵外传感器模块、磁电传感器模块、震动传感器、指南针模入到系统监测范围内时，各传感器根据自身特性分别同块、震动信号调理电路、数据转换模块、数据传输模块等时进行检测，并将检测到的信号经过处理后输入主控芯片进行分析处理，最后经由ZigB

7、ee无线传输模块将处理收稿日期：2014⁃08⁃11后的有用信号发往监控主机，在上位机上实现识别、定24现代电子技术2015年第38卷位、报警等显示。电路前端的抗射频干扰电路有两种不同的带宽：差分带宽和共模带宽。2系统硬件设计及分析2.1MCU主控单元本设计以STM32F103ZET6为主控芯片，STM32系列以ARMCortex⁃M3为核心，具有高性能、低成本、低功耗特点。STM32F103为其增强型，是同类产品中性能最高的产品。其优异的性能主要体现在以下几个方面：超低的价格；超多的外设；优异的实时性能；杰出的功耗控制。非常符合此系统所需的

8、传输数据量大，处理速度快，实时性好等要求。2.2四类监测传感器的选择图2震动信号调理电路声音传感器选择为驻极体麦克风，并集滤波放大、差分带宽定义为滤波器在电路两个输