基于无线传感网络的室内安防系统设计方案.pdf

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1、第3l卷第3期邢台职业技术学院学报、bl-31NO．32014年6月JournalofXingtaiPolytechnicCollegeJun．2014基于无线传感网络的室内安防系统设计方案宋晶磊(邢台市职业技能鉴定指导中心，河北邢台054000)摘要：系统基于ZigBee的无线传感网络，GPRS手机通信模块，创造性地架设wlebserver作为各个子系统的功能延伸和扩展，克服了传统的安防系统功能单一，智能化程度低下的特点，极大方便了用户，提升了系统的应用价值、灵活性和普适性。文章详细阐述了室内安防系统的软硬件结构框架、软

2、硬件选型、技术方案论证和各个功能模块的实现方法。经过完备的测试，证明系统达到了预期设计目标。关键词：安防系统：ZigBee~GPRSWebserver中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1008---6129(2014)O3—0096_-05室内安全防范技术是安防系统中的关键技术，在室内监控、室内防盗报警、与安防有关的一卡通等领域都有广泛应用。传统室内安防系统中的防盗报警、火灾报警、燃气泄露报警等子系统，功能单一，误报率较高，只能实现就地报警，不能实现实时远程报警以减少损失和抢救生命，此外也不能记录犯罪证据以便迅

3、速捕捉嫌疑犯。为解决这些传统安防系统的缺点和不足，以及满足人们对室内安防的需要开发了一套基于多特征融合的物联网智能安防系统监测系统。一、系统创新点该系统设计的安防系统通过引入GPRS、ZigBee、WebSeFVel"、远程监控等先进技术来实现全面的安全监测需求。ZigBee无线传感网络和GPRS：通过多传感器采集数据，应用ZigBee搭建无线自主局域网，采集室内环境信息(温度、湿度、光照、火焰等等)，实现全方位的安全监测和报警功能，大幅降低了系统功耗和成本。远程视频监控：通过嵌入式平台建立的基于TCP／IP协议的视频服务

4、器，将USB摄像头采集来的图像数据压缩后，经过网络传输，完成对监控现场的网络视频监控。Webserver服务：GPRS、ZigBee、远程视频监控等子系统的功能延伸，支持各个系统的数据远程访问和查询，提供部分功能远程控制接口，极大提高了系统的应用前景和价值。二、系统方案1．系统结构整个系统主要由五部分组成：传感器节点、WSN网络、嵌入式服务器终端、GPRS通信模块、在嵌入式平台建立的基于TCP／IP协议的视频服务器及WEB服务器。其中传感器节点网络中包含了多个无线传感器节点，每个节点都是由一个传感器模块加上一个无线通信模块

5、组成的。它们通过无线射频网络将采集的数据传输到基站节点。基站节点通过串口将所有数据传送给嵌入式服务器终端，该服务器底层由ARM处理器和嵌入式Linux系统组成，在上面建立了基于TCP／协议的WEB服务器用来完成数据处理和与用户交互等功能。服务器还可以根据用户设置，使用远程视频服务实时监控，使用GPRS模块将数据以短信的方式传送给用户，或者进行报警。整个系统结构如图l所示。2．可行性分析系统采用了基于ZigBee技术的无线传感器网络和远程视频服务Webserver服务和基于ARM核心的嵌收稿日期：2O14一O6—02作者简介

6、：宋晶磊(1980一)，山西平遥人，邢台市职业技能鉴定指导中心，助理讲师。96邢台职业技术学院学报2014年第3期(二)软件实现1．软件功能系统的主要软件功能如表1所示。其中的数据接收、数据处理、数据存储、GPRS数据发送等功能都是在后台进行的，而数据显示、用户查询、远程视频监控等功能是在Webserver服务器上实现的。表1软件功能表数据接收l数据处理l数据存储I数据显示l用户查询I远程视频监控lGPRS数据发送ARM开发平台这些功能在程序设计中主要通过以下几个模块实现：主界面模块：Webserver服务器的构建，完成数

7、据显示、远程视频监控等功能，它需要调用其他几个模块；t无线传感器数据处理模块：完成数据接收、数据处理等功能；GPRS通信处理模块：完成GPRS数据发送功能；数据存储与查询模块：完成数据存储、查询等功能。2．无线传感器数据处理模块传感器的基站节点通过串口将数据传送给服务器，所以在程序中主要是应用串口进行数据的接收和处理。读取串口程序设计流程图如图6所示。打开串口＼I／处理图6读取串口流程图3．GPRS通信处理模块在GPRS通信处理模块中，主要是根据GPRS的使用原理，将要发送的数据通过串口发送到GPRS通信模块中，进而发送到

8、用户手机上。一般GPRS模块都提供一个DB9接头或扩展通信接口实现RS232通信，该DB9接头可以直接和PC的串口COM1或是嵌入式平台的串口相连。使用ARM或者单片机通过RS232串口与GPRS模块通信，使用标准的AT命令来控制GPRS模块实现各种无线通信功能4．远程视频模块在ARM平台上构建基于TC