ZigBee技術語音圖像無線監控系統的設計與實現

從攝像頭輸出的圖像數據已經得到了較好的壓縮，速率為幾十kb/s，所以本系統使用RS-232串行口進行通信。由于RS-232串口的電平較高，必須經過MAX3232電平轉換后再送至射頻收發模塊的異步串口上，經調制發送出去。接收端射頻收發模塊直接通過USB口插在上位機上，實現與上位機通信并對節點供電。
由于攝像頭的供電電壓為12V，射頻收發模塊的供電電壓為2.7～3.6V，所以本系統使用12V和3.3V兩組電源供電。

系統軟件設計

在系統軟件設計時，節點采用串口通信模式，利用中斷的方法完成數據的接收和發送。數據的傳送采用主從節點方式，利用USB接口實現與PC通信。要發送的數據按照Zigbee協議規定的最大幀長度打包，加上網絡層、媒質訪問控制層和物理層的幀頭，將數據通過SPI總線，按用戶要求發送到接收端的射頻收發模塊。當從節點向主節點發送中斷請求時，自動轉入中斷服務子程序實現接收信息包和數據處理。本系統數據的發送和接收流程如圖5所示。

圖6 圖像無線傳輸仿真結果

仿真結果及在工業控制中應用

在監控端采用Java編寫的監控管理軟件，通過串口、波特率、延時時間、紅外燈、圖片尺寸、圖像傳輸時間等方面調節，向無線傳感器網絡發送監控命令，接收傳感數據信息，實現圖像數據的處理、接收、存儲和顯示等，將來自無線傳感器網絡的大量感知數據，以直觀的方式呈現給工作人員。仿真結果如圖6所示。
隨著社會的進步和發展，在工業生產過程中首要強調的是安全問題。在那些危險的工業環境如礦井、核電廠、鋼材加工廠中，可以使用該系統進行過程監控實施安全檢查。在工業自動化生產線上，利用該系統可以大大改善工廠的運作條件，大幅度降低檢查設備的成本。同時，由于可以提前發現問題，能夠減少因生產事故帶來的損失，促進生產的順利進行，縮短設備停機時間，提高效率，并延長設備的使用時間。

結語

仿真結果顯示，該系統可以在隧道、煤礦等環境比較惡劣的場合很好地實現語音和圖像的實時無線傳輸，工作可靠、性能齊全，總體性價比較高，有著廣泛的應用前景。其還可適用于工廠、銀行、超市、監獄、酒店、商場等領域，具有一定的推廣價值。