基于ZigBee技术智能家居无线报警系统设计

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1、万方数据兰旦旦z兰一．一产品设计与实现基于ZigBee技术智能家居无线报警系统设计彭宇吴成东郑君刚(沈阳建筑大学信息与控制工程学院，辽宁沈阳，110168)【摘要】本文根据zigBee技术和家居报警系统的特点，设计了基于zigBee技术智能家居无线报警系统，设计了该报警系统的硬件结构，并完成了报警系统的软件设计。经实验证明：该报警系统使用方便、稳定可靠，具有一定的实用价值。【关键词】ZigBee技术报警系统智能家居CC2420一、引言随着生活水平的不断提高和安全防范意识的逐步增强，人们越来越关心自

2、己的居住环境，不仅要求家居环境的人性化和舒适化，而且对智能化和安全化也提出了更高的要求。报警系统作为智能家居系统的一个重要组成部分，其性能的好坏直接关系到整个智能家居系统的好坏。目前家居报警系统的信号传输主要分有线和无线两种。其中有线方式具有通讯可靠、抗干扰能力强、成本低等优点，但是其移动性较差、不适应用户及产品的变要求，对预留线的维护及更换难度较高；无线方式可避免传感器探头与主机之间的连接线影响室内装修，具有灵活、简洁等特点，是发展趋势。但无线数据传输易受到干扰，传输稳定性较差，并且现在家居环境

3、中的无线电信号越来越多，对报警系统的干扰不可避免。报警信号的无线传输容易受到干扰，容易引起报警系统的误报警。无线网络技术ZigBee的出现能够基本解决现有无线报警系统存在的一些问题：ZigBee技术采用了直接序列扩频技术保证信号传输的可靠，避免受到其它信号的干扰；ZigBee网络支持主从式交互操作，网络中的从结点可以自由的进入或退出一个ZigBee陬]络来解决报警系统的反复布防撤防给用户带来的不便；本报警系统采用的无线通信芯片CC2420是基：：JZZigBee技术低功耗无线收发芯片，发射功率仅为

4、ImW，再加上芯片工作周期短，采用休眠模式，可以降低芯片收发信息功耗，降低报警系统的使用成本。本文根据ZigBee技术和家居报警系统的特点，设计基于ZigBee技术的智能家居无线报警系统。二、系统组成及工作原理报警系统采用星型结构，由多个从机和一个主机构成，系统结构框图如图1所示。一旦报警系统的监控区域有警情出现，则安装在该监控区域的探测器将探测到的信号传输给所在监控区的单片机(即从机)，由该单片机自动启动无线收发芯片CC2420，将警情传递至报警控制中心，报警控制中心单片机(即主机)收到报警信息

5、后会自动启动相应的报警处理：以文字形式记录出事地点、时间及警情状况，并根据具体内容启动相关的报警程序。另外，报警控制中心的主机也可以通过键盘输入随时查询报警系统内的任意监控区域警情。壁善U面#鼢№lk丽浠乳固图1系统结构框图本报警系统具有联网能力，利用ZigBee路由设备可以无线连接到小区物业中心的服务器上。联网报警系统结构框图如图2所示，主要包括三个部分：用户端报警部分，联网部分和报警服务器。报警主机上的CC2420无线通信芯片通过小区内布设的ZigBee路由设备将数据无线传送到小区物业中心的服

6、务器，ZigBee路由设备就是网络中具备路由功能的ZigBee协调设一59—万方数据产品设计与实现-lk兰旦!三!备。小区物业中心的值班人员可以通过监控软件对小区进行安全的监控，一旦出现报警，监控软件上将显示出报警地点和警情，保安可以立即出动解除警报或进一步向公安机关报警，将住户生命财产的损失降到最低。主机图2联网报警系统框图三、系统的软件设计在智能家居报警系统中，每一个监控区域都有一个固定的地址，传送的数据基本都是短消息，信息的格式如图3所示，包括帧头，目的地址，数据大小，数据内容和校验位。图3

7、信息格式报警系统通电后首先对MCU初始化，对CC2420：进行初始化，然后将CC2420设置成发射(Tx)模式或接收任&摸式，网络中的从接点和探测器连接，接收节点和计算机串口连接。系统启动后，发射芯片处于关闭状态，接收芯片处于侦听状态，一旦报警器报警，发射芯片开始向外发射报警数据包，接收芯片接收到数据一60一后，计算机的监控软件立即显示报警，完成报警过程。无线报警软件流程图如图4所示。发生警情后，从机向主机发出报警信号，主机响应以后马上作出报警处理，作为小区联网的一个结点，家居报警控制中心单片机(

8、主机)一方面是进行现场报警，如发出声音、警灯等，对犯罪分子警告；另一方面家居报警控制中心单片机(主机)若在预定时间内未解除警报，家居报警控制中心单片机(主机)将报警信号再通过ZigBee路由设备向小区物业中心服务器发出报警信号，服务器根据数据包中包含的报警结点设备的地址来判定警情发生的具体地点，迅速组织人力解除警情。报警监控软件流程图如图5所示。系统初始化／报警f言ff'-．＼乡／王墨启动报警装置是否是启动延时等待输入密码密码正确?向服务器报警?图5监控软件流程图四、结束语本文在研