基于PIC单片机设计的红外入侵检测系统

基于PIC单片机设计的红外入侵检测系统

基于PIC单片机设计的红外入侵检测系统

近年来随着科技的发展和人们安全防范意识的提高，基于红外线技术的入侵检测及报警技术已开始应用到防盗系统中[1]。现有的红外入侵检测系统多采用有线技术进行联网。这类方案的缺点是扩展性能差，布线繁琐，当线路老化或遭到磨损时，误报警率高。采用无线传输方式构建的无线入侵检测网络则可以避免这些问题。相对而言，无线方式比较灵活，可以适应移动或变化的需要。但是，无线通信技术在安全领域的应用相对还是很少。

在研究无线传感器网络及ZigBee协议的基础上，提出了一种基于ZigBee技术的红外入侵检测系统的设计方案。该方案借助ZigBee技术在短距离无线通信方面的优势，利用Microchip公司的射频芯片MFR24J40，采用主动红外入侵探测装置实现了对入侵物体的实时检测及报警。

无线传感器网络是信息感知及采集技术的一场革命，因其具有部署灵活、维护简单等特点而在环境、事件、监控、深水等许多方面有着广泛的应用前景。 ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术具有超低功耗和成本的特点,适合于承载数据流量较小的业务，所以ZigBee技术非常适合用在无线传感器网络的相关应用上。

所示为一大楼平层，该层有8个监控点。针对这种情况，系统可采用星型结构组网。整个系统由无线红外入侵检测节点、调节器节点、监控主机和PC机组成。其中，在每个房间安装一个无线红外入侵检测节点作为终端节点，对房间进行安全监控，并定时发送一个安全状态信号到调节器节点。调节器节点作为整个网络的中心节点，负责组建网络、接收终端设备加入网络和数据的传输及转发。测控主机也是一个终端设备，但与无线红外入侵节点不同的是，它负责接收调节器发送的监控情况并通过串口发送给PC机。在PC上可实时查看到各监控点的安全状态，当有物体入侵时，立刻启动报警装置并在PC机上显示被入侵的房间号，安防人员可迅速作出反应。

如果要监控的是多层建筑或者是小区，可采用树形拓扑结构进行组网，每一层或每一栋设一个协调器，负责收集数据，与中心协调器交换数据并把数据转发给监控主机。

其中，终端设备与协调器结构类似，但是比协调器多一个入侵检测单元。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。

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20000倍放大，U3是电压比较器，参考电压是0.8V。

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