基于ZigBee技术的智能小区安全防范系统的研制

论文摘要

随着国民经济的发展,人们对生活质量有了更高的追求,实现家居网络化、信息化是国内外智能家居系统发展的新趋势。安防系统作为智能家居系统的一个重要组成部分,它的发展进步关系到智能家居系统的整体水平。在建筑内设计布线线路来进行传输信息是现有小区安防系统多采用的方式。这种方式有很多缺点,其中布线繁琐,扩展性能差,当线路老化、磨损时,误报警率高等都是这种方式比较严重的缺点。为了解决这种有线小区安防系统所存在的诸多问题,本课题提出了一种基于ZigBee技术的小区安全防范系统,它避免了有线小区安防系统上诉缺点的同时也有其自身的很多优点,比如低功耗,低成本,系统可靠性能高等。ZigBee技术是依据IEEE.802.15.4标准的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。它使用免费2.4GHz频段、网络最多能容纳254个从设备和一个主设备,通信距离可达1Km。其具备了强大的设备联网功能,支持三种的自组织无线网络类型,即星型（star）结构、网状结构（Mesh）和树状结构（Cluster tree）,并且系统节点具有多跳路由功能,特别是能够组成蜂窝网状网络结构,具有很强的网络健壮性和系统可靠性。基于ZigBee技术的小区安防系统无线传输的核心CPU选用了JN5121芯片；系统的终端设备选用的是对人体特有的红外线10um波长有反应的D203S和气体探测器KGS-20；信号由用户节点通过无线传输网络传到路由器中继站,再由中继站传输到ZigBee中心节点,中心节点通过RS232数据线发送数据到管理主机；小区管理人员或保安可以通过基于VB技术的电脑页面管理来得到报警地点的准确信息。本系统采用树型拓扑结构,控制室配备ZigBee中心节点（Coordinator）,每个楼层配备一个路由节点（Router）,用户终端采用终端节点（End Device）,终端节点采用电池供电,平时工作在休眠状态,需要传数据时唤醒休眠状态,向上发送数据。系统具有电路设计简单、无漏报和误报、自检功能、性价比高等特点,在小区安防系统建设中,发挥重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 项目的技术、经济指标与国内外领先水平的对比
• 1.3 相关技术国内外发展现状与趋势
• 1.3.1 ZigBee技术的发展现状与趋势
• 1.3.2 与Zigbee相关技术的发展现状与趋势
• 1.4 课题研究的内容和创新点
• 1.4.1 课题的研究内容
• 1.4.2 课题的创新点
• 1.5 论文结构介绍
• 第2章 ZigBee协议介绍
• 2.1 ZigBee协议的起源
• 2.2 ZigBee技术的特点和应用
• 2.3 ZigBee技术规范
• 2.3.1 应用层
• 2.3.2 MAC层
• 2.3.3 物理层
• 2.3.4 网络层
• 2.4 ZigBee的节点
• 2.5 网络拓扑结构
• 2.5.1 星型网
• 2.5.2 树型网
• 2.5.3 网状网
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统硬件电路设计
• 3.1 系统方案设计
• 3.2 用户节点硬件电路设计
• 3.2.1 JN5121模块
• 3.2.2 热释电红外传感器D203S及处理芯片BIS0001
• 3.2.3 气体探测电路设计
• 3.2.4 电源模块
• 3.2.5 RS232串口通讯
• 3.2.6 键盘接口电路
• 3.3 PCB的制作
• 3.3.1 绘制原理图
• 3.3.2 PCB图的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 总体流程图
• 4.1.1 系统的初始化
• 4.2 ZigBee无线传输系统
• 4.3 管理中心的软件设计
• 4.3.1 串行通讯的程序设计原理
• 4.3.2 VB界面管理
• 4.3.3 数据库管理程序设计
• 4.3.4 数据表结构设计
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 附录5
• 附录6
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢