ZigBee在学生公寓安全监控系统中应用

　　2.3.2 宿舍防盗报警电路

　　电路主要包括单片机、数字键盘、光电式传感器以及报警器等，整个电路的工作过程主要包括两部分。

　　(1)人员进入宿舍。首先在宿舍门框上方安装光电式传感器，位置如图6所示。利用光电式传感器的遮光式原理，门关闭时光电式传感器的收发元件正好相对，门打开时，由于收发元件之间光束被阻断，导致接收元件信号急剧下降，经过放大、转换传输至单片机触发报警器。然后在宿舍门外安装数字键盘，通过有线的方式与单片机相连。预先设定密码，当有人进入宿舍时，需先输入密码取消报警，否则打开门时将触发报警。为防止人员进入时忘记输入密码，可设置语音提示。输入正确密码后，单片机检测到接收元件信号急剧下降(开门)，一段时间后接收信号正常(关门)时，自动重启报警。

　　(2)人员离开宿舍。为了防止人员外出开门时触发报警，在开门装置附近安装光电式传感器。利用光电式传感器的反射式原理，开门时人的手会遮挡住光源发出的光线，单片机检测接收元件接收到信号时立刻取消报警。人外出关门后，单片机自动重启报警。同时防止外出时忘记关门或锁门，设置语音提示。

　　系统采取宿舍内和管理中心双重报警，防止宿舍无人时非法人员进入。同样可以把本电路安装到窗户等其他地方，防止非法人员从这些地方进入盗窃。本设计结构简单、硬件成本低、易安装，但软件编写相对复杂些，对系统实时性要求较高。防盗报警电路结构如图6所示。

　　3 系统软件设计

　　系统软件设计包括节点(协调器节点和终端节点)和管理中心主机的软件设计。终端节点采取混合式WSN(无线传感器网络)工作模式^[5]对环境进行实时监测 。一方面节点以一定的周期不断地采集环境变量，并将监测数据发送到管理中心;另一方面将传感器节点采集的数据进行处理，提取监测环境状态的特征信息，判断是否有异常发生，并将异常信息及时发送到管理中心。为了降低功耗，节点完成之后进入休眠状态，同时设置为可被一些异常情况产生的中断唤醒。管理中心可以通过3G无线网络传输给远程监控中心计算机，供远程监控中心调阅，实现异地远程监控。节点(协调器节点和终端节点)工作流程如图7所示。

　　使用Visual C++ 设计监控中心的管理软件，并配备计算机、操作系统和应用软件，负责对系统中的所有节点进行可视化管理，包括数据处理、分析、显示、存储，状态异常报警、节点信息管理、系统用户管理以及系统参数的设置等功能。