基于ZigBee协议的红外入侵检测系统的设计

硬件节点的设计[3]是一个关键。其中，终端设备（无线红外入侵检测节点）与协调器结构类似，但是比协调器多一个入侵检测单元。如图2所示，红外检测节点由四部分构成：入侵检测单元负责感知监控点的安全状态，并通过AD转换器发送给微控制器；微处理器部件负责协调节点各部分的工作，进行必要的处理、保存；无线通讯单元采用专用的ZigBee射频芯片MRF24J40与其他节点交换数据；能量供应模块为其他功能单元提供工作所必需的能源。

　　2.1 入侵检测单元

　　如图3所示，入侵检测单元采用主动式红外传感电路，它的特点是误报警率低。该单元包括红外发射部分和红外接收部分，发射部分采用交流方式激发，用NE555组建脉冲产生电路，并加上一对透镜增强发射距离。接收部分采用PIN光二极管负责接收红外光并由U2将接收的微弱信号作20 000倍放大，U3是电压比较器，参考电压是0.8V。当无物体入侵时，红外线被光二极管正常接收、放大、整流，并在U3正输入管脚产生一个高于参考值0.8V的电压，此时Vout输出为高电平。当有物体入侵时，将部分或完全遮住所发射的红外光线，此时光二极管接收的信号大幅度减弱或消失，于是U3正输入管脚产生的电压将小于参考电压，Vout输出为低电平，此时将产生报警信号。

2.2 无线发射部分

　　Microchip公司的射频芯片MRF24J40是一个针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4GHz IEEE 802.15.4收发器，适用于要求低功耗和卓越射频性能的射频应用。 PIC 8位单片机具有独特的RISC结构、数据总线和指令总线分离的哈佛总线(Harvard)结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位。这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。基于上述特点，采用PIC 8位单片机和MRF24J40组成节点无线发射部分。