專利名稱：一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及家居安防技術領域，尤其涉及一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)。
背景技術：
在城市信息化建設的過程中，社區(qū)作為城市的基本組成單元，與居民的生活密切相關，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。家庭安防是社區(qū)安防的重中之重，人們對其投入了大量的關注。傳統(tǒng)的家庭安全防范就是裝上又笨又重的防盜門、欄、鎖來抵御外來入侵者。但隨著犯罪分子作案的手段多樣化，傳統(tǒng)的實體防護手段難以適應現(xiàn)代家庭安全防范的需要。另外，出門在外的主人難已知道家里的情況，一旦發(fā)生諸如煤氣泄漏、火災等意處事故，住戶不能及時的進行處理而造成嚴重的損失。因而現(xiàn)代家庭迫切需要高科技的家庭安全防范，來保護生命和財產的安全。無線傳感器網(wǎng)絡的分布式、自組織的網(wǎng)絡性能和無線通信技術，為實現(xiàn)智能家庭安防提供了選擇。無線傳感器網(wǎng)絡一般是由在空間分布的和獨立的網(wǎng)絡節(jié)點組成的。節(jié)點包含有傳感器來監(jiān)控節(jié)點的物理或環(huán)境條件，如溫度、聲音、震動、壓力、運動或污染物等。每個節(jié)點通常帶有無線電收發(fā)器或其他無線設備通信設備以通過網(wǎng)絡把傳感數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫和其他用戶。這樣，無線傳感器網(wǎng)絡可以用于數(shù)據(jù)收集(Data Collection)、目標跟蹤(Objecttracking)以及報警監(jiān)控(Alarm monitoring)等。該系統(tǒng)能在無人值守的監(jiān)控,根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務。通過科學設計基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，綜合運用安全技術防范產品及其他相關產品，組成家庭住戶安全防范和防盜報警處理的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡。是應對目前日趨復雜的社會形勢尤其是對入室盜竊、搶劫案件的最要途徑和手段，為建立一體化的新型家庭防控體系提供了有效的平臺，可有效提高家庭防控的科技含量和社會含量，發(fā)展前景廣闊。將無線傳感器網(wǎng)絡應用到社區(qū)安防系統(tǒng)中，大大減少了社區(qū)安防的人力投入，加快了社區(qū)建設的數(shù)字化進程。過去幾年，國內外無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展和應用取得了很大的進展。在家庭自動化、工業(yè)自動化、樓宇控制、智能計量和電源管理市場等市場尤為顯著。同時，無線傳感器網(wǎng)絡的標準制訂工作進展迅速，大大減少了智能傳感器和無線傳感器網(wǎng)絡的復雜性。例如，國際電機及電子學工程師聯(lián)合會(IEEE)的1451工作組(IEEE1451)建立了一個智能傳感器即插即用(plug-and-play)的標準，使所有符合標準的傳感器能和其他儀器和系統(tǒng)一起工作。家庭安防一直是人們關注的重點。目前，多數(shù)的居民住宅防盜都采用鐵柵欄防盜，但這樣做的弊端是在發(fā)生緊急事件如火災時，居民不方便逃生；另外有將用戶和公安部門聯(lián)網(wǎng)，當用戶家里出現(xiàn)警情時會撥號到公安部門，并通過已建立的數(shù)據(jù)庫及時調出用戶詳細信息。但此類產品成本較高，推廣比較困難。有少部分的市區(qū)家庭購買安裝了簡易防盜報警裝置，將報警信息發(fā)送到自己指定的電話，由于產品質量的不穩(wěn) 定，沒有采取有效的誤報警防范措施，且報警信息又得不到有效的分析過濾，處警也得不到有效保證，因此防盜效果不理想。也有部分小區(qū)通過與樓寓對講系統(tǒng)共用設備及線路，在室內分機并接防盜報警裝置，將報警信息發(fā)送到小區(qū)物業(yè)管理中心的方式，來實現(xiàn)家庭防盜的目的。但是由于上述兩種產品功能不同、原理不同，防盜報警只是作為一種附屬功能而存在，因此在同一設備主機和同一線路上并接，容易造成設備及線路故障，對報警信息也不能進行有效的分析、過濾和存儲，誤報警現(xiàn)象較為嚴重，防盜效果也不明顯，大多數(shù)家庭棄而不用。而傳統(tǒng)的機械式(防盜網(wǎng)、防盜窗)家居防衛(wèi)系統(tǒng)在實際使用中暴露了很多隱患，防盜網(wǎng)不但影響樓房的整體美觀，給人們帶來壓抑之感，而且一旦住宅內發(fā)生火災等突發(fā)事件，更是難以逃生；而采用簡易防盜防報警裝置，容易造成設備及線路故障、誤報警等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，綜合了短距離無線通信和長距離無線通信的優(yōu)點，便于系統(tǒng)的部署和實現(xiàn)，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的效果顯著，并降低了成本。為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:家庭總控制器、探測節(jié)點、執(zhí)行節(jié)點；所述探測節(jié)點用于監(jiān)測家居中的異常情況，并將異常信息通過無線方式發(fā)送給所述家庭總控制器和所述執(zhí)行節(jié)點；

所述家庭總控制器用于監(jiān)控所有所述探測節(jié)點和所述執(zhí)行節(jié)點，并根據(jù)所述異常信息判斷家居中哪個所述探測節(jié)點出現(xiàn)異常情況，并通過網(wǎng)絡將該探測節(jié)點的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心；所述執(zhí)行節(jié)點用于接收發(fā)自所述探測節(jié)點的異常信息，并根據(jù)所述異常信息進行報警操作。優(yōu)選地，所述探測節(jié)點包括:電源模塊、處理器模塊、無線通信模塊和探測模塊。優(yōu)選地，所述探測模塊為傳感器。優(yōu)選地，所述傳感器包括光照傳感器、煙霧傳感器、一氧化碳傳感器、熱釋電傳感器、適度傳感器中的任意一種或者多種。優(yōu)選地，網(wǎng)絡中所有探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點向所述家庭總控制器進行網(wǎng)絡注冊，所述家庭控制器獲取家居中所有探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點的信息。優(yōu)選地，所述探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點的信息包括:狀態(tài)信息和位置信息。優(yōu)選地，所述處理器模塊為嵌入微處理器nRF9E5。優(yōu)選地，所述無線方式為單跳方式或多跳方式。優(yōu)選地，所述執(zhí)行節(jié)點包括:報警模塊，用于執(zhí)行聲光報警操作。優(yōu)選地，所述家庭總控制器通過GPRS網(wǎng)絡或者電話網(wǎng)絡將該探測節(jié)點的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心。在本發(fā)明實施例中，綜合了短距離無線通信和長距離無線通信的優(yōu)點，便于系統(tǒng)的部署和實現(xiàn)，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的效果顯著，并降低了成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)的結構組成示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中探測節(jié)點的結構組成示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中探測節(jié)點的功能實現(xiàn)示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1是本發(fā)明實施例的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)的結構組成示意圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括:家庭總控制器1、探測節(jié)點2、執(zhí)行節(jié)點3 ；探測節(jié)點2用于監(jiān)測家居中的異常情況，并將異常信息通過無線方式發(fā)送給家庭總控制器I和執(zhí)行節(jié)點3 ；家庭總控制器I用于監(jiān)控所有探測節(jié)點2和執(zhí)行節(jié)點3，并根據(jù)異常信息判斷家居中哪個探測節(jié)點出現(xiàn)異常情況，并通過網(wǎng)絡將該探測節(jié)點2的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心；執(zhí)行節(jié)點3用于接收發(fā)自探測節(jié)點2的異常信息，并根據(jù)異常信息進行報警操作。在本發(fā)明實施例中，安防系統(tǒng)采用的是以家庭總控制器為中心的星型網(wǎng)絡拓撲結構。整個系統(tǒng)采用兩層結構，底層是部署在家居中的各種探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點，在執(zhí)行節(jié)點配置有報警模塊或者報警設備，可進行聲光報警等操作；上層是家庭總控制器，負責監(jiān)控所有節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點的工作，可通過總體的智能家庭終端系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互。該系統(tǒng)中的每個探測節(jié)點都配置有無線通信模塊，可通過自組織的方式形成無線傳感器網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)家居環(huán)境信息的傳送。當系統(tǒng)啟動后，用戶可通過人機交互界面，根據(jù)需要完成系統(tǒng)的初始設定，即對系統(tǒng)進行設防或撤防。網(wǎng)絡中所有探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點都需要進行網(wǎng)絡注冊，以使家庭總控制器能夠確定家居中節(jié)點狀態(tài)信息和位置信息等信息。當探測節(jié)點監(jiān)測到家居中的異常情況，立即將信息通過無線方式(單跳或多跳方式)傳送到家庭總控制器和執(zhí)行節(jié)點?？偪刂破髋袛嗉揖又心姆N探測節(jié)點以及何處探測節(jié)點發(fā)生異常，并收集該節(jié)點的異常信息，然后通過GPRS網(wǎng)絡以短信形式或者通過聯(lián)通的電話網(wǎng)絡通過到社區(qū)物業(yè)管理中心，從而實現(xiàn)智能安防。探測節(jié)點的功能是對家居環(huán)境中的異常情況進行探測，并采集各種異常信息。如圖2所示，該探測節(jié)點2包括電源模塊20、處理器模塊21、無線通信模塊22和探測模塊23，其中，該探測模塊23為傳感器。具體實施中，傳感器包括光照傳感器、煙霧傳感器、一氧化碳傳感器、熱釋電傳感器、適度傳感器中的任意一種或者多種；而該處理器模塊21為嵌入微處理器nRF9E5。 為簡化節(jié)點的硬件結構，采用嵌入微處理器nRF9E5,可工作于ShockBurst方式，支持多點通信，傳輸速率較高，抗干擾能力較強。nRF9E5需要從外部存儲器加載執(zhí)行程序，要配置型號為25AA230的電可擦可編程只讀存儲器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory, EEPROM,)通過串行外設接口(Serial PeripheralInterface, SPI)與微處理器交換數(shù)據(jù)。當nRF9E5接收到有效數(shù)據(jù)或檢測到周圍有載波信號時，可通過中斷的方式告知處理器，可加快模塊收發(fā)的響應速度，并可通過使用單端50 Ω天線，可以提高節(jié)點的無線通信能力。當系統(tǒng)啟動后，探測節(jié)點進行上點初始化，開啟探測模式，然后探測節(jié)點可進入休眠狀態(tài)，由節(jié)點配置的傳感器對家居進行探測。當探測到異常情況時，首先觸發(fā)探測節(jié)點，確定異常發(fā)生的位置；然后上報總控制器；最后總控制器進行決策，確定是否發(fā)出警報。探測節(jié)點功能的實現(xiàn)過程如圖3所示，家庭總控制器的功能是對整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，需進行人機交互、收集底層網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和協(xié)調網(wǎng)絡節(jié)點等操作?？紤]到這些功能對總控制器的軟硬件平臺要求較高，采用ARM處理器為核心構建嵌入式系統(tǒng)，并以Linux操作系統(tǒng)為軟件開發(fā)平臺。采用32位RISC嵌入式芯片S3C2440芯片，具有較強的處理能力和運行速度。用Linux操作系統(tǒng)完成軟件設計可以實現(xiàn)支持大部分芯片、易于移植和開發(fā)。用戶應用程序由一系列用來完成相應功能的函數(shù)組成。在本發(fā)明實施例中，綜合了短距離無線通信和長距離無線通信的優(yōu)點，便于系統(tǒng)的部署和實現(xiàn)，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的效果顯著，并降低了成本。本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括:只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。另外，以上對本發(fā)明實施例所提供的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制 。
權利要求
1.一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:家庭總控制器、探測節(jié)點、執(zhí)行節(jié)點； 所述探測節(jié)點用于監(jiān)測家居中的異常情況，并將異常信息通過無線方式發(fā)送給所述家庭總控制器和所述執(zhí)行節(jié)點； 所述家庭總控制器用于監(jiān)控所有所述探測節(jié)點和所述執(zhí)行節(jié)點，并根據(jù)所述異常信息判斷家居中哪個所述探測節(jié)點出現(xiàn)異常情況，并通過網(wǎng)絡將該探測節(jié)點的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心； 所述執(zhí)行節(jié)點用于接收發(fā)自所述探測節(jié)點的異常信息，并根據(jù)所述異常信息進行報警操作。
2.如權利要求1所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述探測節(jié)點包括:電源模塊、處理器模塊、無線通信模塊和探測模塊。
3.如權利要求2所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述探測模塊為傳感器。
4.如權利要求3所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括光照傳感器、煙霧傳感器、一氧化碳傳感器、熱釋電傳感器、適度傳感器中的任意一種或者多種。
5.如權利要求1所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，網(wǎng)絡中所有探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點向所述家庭總控制器進行網(wǎng)絡注冊，所述家庭控制器獲取家居中所有探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點的信息。
6.如權利要求5 所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述探測節(jié)點和執(zhí)行節(jié)點的信息包括:狀態(tài)信息和位置信息。
7.如權利要求2所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器模塊為嵌入微處理器nRF9E5。
8.如權利要求1所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述無線方式為單跳方式或多跳方式。
9.如權利要求1所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行節(jié)點包括:報警模塊，用于執(zhí)行聲光報警操作。
10.如權利要求1所述的基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，其特征在于，所述家庭總控制器通過GPRS網(wǎng)絡或者電話網(wǎng)絡將該探測節(jié)點的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種基于無線傳感器的安防系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括家庭總控制器、探測節(jié)點、執(zhí)行節(jié)點；所述探測節(jié)點用于監(jiān)測家居中的異常情況，并將異常信息通過無線方式發(fā)送給所述家庭總控制器和所述執(zhí)行節(jié)點；所述家庭總控制器用于監(jiān)控所有所述探測節(jié)點和所述執(zhí)行節(jié)點，并根據(jù)所述異常信息判斷家居中哪個所述探測節(jié)點出現(xiàn)異常情況，并通過網(wǎng)絡將該探測節(jié)點的異常信息發(fā)送到物業(yè)管理中心；所述執(zhí)行節(jié)點用于接收發(fā)自所述探測節(jié)點的異常信息，并根據(jù)所述異常信息進行報警操作。在本發(fā)明實施例中，綜合了短距離無線通信和長距離無線通信的優(yōu)點，便于系統(tǒng)的部署和實現(xiàn)，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的效果顯著，并降低了成本。
文檔編號G08B25/10GK103218895SQ20131014180
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權日2013年4月22日
發(fā)明者羅笑南, 危振振, 韓冠亞 申請人:中山大學