基于ZigBee的無線紅外防盜報警系統設計
3.1 人體紅外監測模塊
人體紅外監測模塊選用的傳感器是熱釋電紅外傳感器,一般安裝在天花板上,用來監測是否有人走動,進而判斷是否有小偷入室行竊。熱釋電紅外傳感器能將檢測到的人或動物的紅外線轉換成電信號輸出,其原理為:當一些晶體受熱時,在晶體兩端會產生數量相等而符號相反的電荷,即熱釋電效應。人體都有恒定的體溫,一般在37℃左右,會發出10μm左右特定波長的紅外線。文中使用了型號為RE200B的紅外傳感器,配合紅外熱釋電處理芯片BISS0001對信號進行采集和放大處理,再加少量外接元件構成被動式的熱釋電紅外信號處理電路。人體紅外監測模塊的電路原理如圖3所示,CC2430的P0.1端口通過一個電阻與BISS0001芯片的第2腳VO相連。當模塊監測到有人體活動的時候,VO輸出高電平,否則都為低電平。配置CC2430的P0.1口的IO外部中斷功能,有上升沿脈沖來臨的時候,外部中斷喚醒,進行相應的數據處理,并將數據發給協調器。本文引用地址:http://www.104case.com/article/154040.htm
3.2 下載器插槽
CC2430的程序必須借助特定的工具把程序從PC機上下載到CC2430的flash里面,文中使用IAR軟件編譯,編譯完成后通過仿真器連接jtag接口下載進CC2430的flash里面。
3.3 串口電路
串口電路采用MAX3232芯片,+3.3 V供電。電路中的電容值在MAX3232芯片手冊上為0.1μF。其中:4、5腳之間加10 nF貼片電容,2、6腳之間2個電容值為1μF。
3.4 整體硬件電路如
整體硬件電路如圖4所示。
4 軟件設計
4.1 軟件開發平臺
系統軟件設計是在硬件設計的基礎上進行的,良好的軟件設計是實現系統功能的重要環節,也是提高系統性能的關鍵所在。節點設計基于通用性及便于開發的考慮,移植了TI公司的Z-Stack協議棧,其主要特點就是其兼容性,完全支持IEEE 802.15.4/ZigBee的CC2430片上系統解決方案。Z-Stack還支持豐富的新特性,如無線下載,可通過ZigBee網狀網絡(Mesh Network)下載節點更新。
本系統軟件設計選用的開發平臺是IAR集成開發平臺。IAR Embedded Workbench(簡稱EW)的C/C++交叉編譯器和調試器是當今世界最完整的和最容易使用的專業嵌入式應用開發上具。
TI/Chipcon公司在IEEE 802.15.4標準和ZigBee聯盟所推出的ZigBee2006規范的基礎上,發布了全功能的ZigBee2006協議棧,并通過了ZigBee聯盟的認證。該協議棧全部用C語言編寫,免費提供給用戶,同時向后兼容。在協議棧內部嵌入了一個操作系統,用于對任務進行統一的調度。對于用戶而言,只需要在應用層進行一些設計和改動,即可實現數據的發送、接收以及網絡組建功能,構建功能完善、性能穩定的ZigBee無線網絡。進行程序設計時,首先在協議棧應用層程序中添加相應的任務,然后運行任務即可處理。
Z-Stack采用操作系統的思想來構建,采用事件輪循機制,當各層初始化之后,系統進入低功耗模式,當事件發生時,喚醒系統,開始進入中斷處理事件,結束后繼續進入低功耗模式。如果同時有幾個事件發生,判斷優先級,逐次處理事件。這種軟件構架可以極大地降級系統的功耗。
整個Z-stack的主要工作流程,大致分為系統啟動,驅動初始化,OSAL初始化和啟動,進入任務輪循幾個階段,系統流程圖如圖5所示。
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