ZigBee技術在槍支定位系統中的應用
加入技術交流群
(1)實現無線傳感器網絡的協議棧與三級網的協議棧之間的通信協議轉換；
(2)發布監控中心的監控任務，并將收集到的數據轉發到三級網上，最后傳至值班室的監控中心。
該系統以部隊現有的三級網為主要信息傳輸載體，每個增強型節點負責采集槍支上安裝的無線傳感器節點的位置信息，利用射頻模塊按照一定的通信協議在ZigBee無線傳感器網絡中傳輸，并通過設置的匯聚節點實現ZigBee無線傳感器網絡與三級網之間的互聯。三級網將無線傳感器網絡采集到的位置信息發送到值班室的監控中心，監控中心根據無線傳感器收集到的位置信息對槍支實現實時監控。當發現槍支將要脫離預定監控區域時，由監控中心立即發出報警信號，以便快速、及時、準確地對突發狀況做出反應。
2．2 普通節點的設計
圖2中的普通節點即為傳感器節點。其功能為采集數據，并將數據以多跳中繼的方式傳送給匯聚節點。傳感器節點由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應模塊4部分組成，如圖3所示。其中，處理器模塊負責對整個節點進行控制和管理；傳感器模塊負責對預定監控區域信息進行采集，并做一定的數據轉換；無線通信模塊負責節點之間按一定的通信協議相互通信；能量供應模塊為節點供電，提供各部分運行需要的電量。在該系統中，每個槍支上都固定一個節點(即圖2是的普通節點)，該節點內置槍支的信息。由于節能是無線傳感器網絡的核心設計要求之一，所以在設計本系統時，要求傳感器節點的發射功率要很小，且為了增加電池使用壽命，同時保證發射出的信號能被順利接收，通過調度節點的休眠或喚醒狀態使相關性較強的節點交替工作而不是一直處在收發信號的狀態，每隔一段時間(40 s左右)連續發射1組(15次左右)槍支信息。本文引用地址：http://www.104case.com/article/162924.htm
在該系統的傳感器節點中，無線通信模塊采用具有定位引擎的CC2431芯片，具有2．4 GHz直接序列擴頻(DSSS)射頻收發器核心和高效的8051控制器。其中，MCU包括存儲器及其外圍，其他模塊提供電源管理、時鐘分配和測試等重要功能。CC2431的設計結合了8 KB的RAM及強大的外圍模塊，并且有3種不同的版本。它們根據不同的閃存空間32 KB，64 KB和128 KB來優化復雜度與成本。CC2431的尺寸只有7mm×7mm的48腳封裝，采用具有內嵌閃存的0．18μm CMOS標準技術。針對協議棧、網絡和應用軟件執行時對MCU處理能力的要求，CC2431包含一個增強型工業標準的8位8051微控制器內核，運行時鐘為32MHz。CC2431還包含一個DMA控制器，可以減少8051微控制器內核對數據的傳送操作，因此提高了芯片整體的性能。
2．3 匯聚節點的設計
匯聚節點實現兩個通信網絡之間數據的交換，實現2種協議棧之間的通信協議轉換，它發布管理節點的監測任務，并把收集到的數據轉發到外部網絡上。它既可以是一個增強功能的傳感器節點，也可以是沒有監測功能僅帶無線通信接口的特殊網關設備。匯聚節點包括存儲器模塊、處理器模塊、網絡通信模塊、節點通信模塊以及能量供應模塊，其結構如圖4所示。該系統中，匯聚節點負責與監控中心的通信，實現
與監控中心的信息傳輸，同時兼容RS 232／RS 485接口，當節點與服務器終端出現意外通信故障時，直接將節點收集到的數據通過RS 232／RS 485接口傳輸到計算機上，并加以分析。
3 結語
在此，介紹了基于ZigBee技術的槍支定位系統，通過在監區、營區等預定監控區域內建立一個無線傳感器網絡，實現傳感器節點與匯聚節點之間的通信。傳感器節點采集數據，并通過ZigBee無線傳感器網絡將數據發送到匯聚節點，匯聚節點通過RS 232接口將數據傳輸到監控中心。在監區、營區等區域內對節點的通信距離、傳輸時延、數據安全性等進行了測試。經測試，該系統傳感器節點的通信距離大約為35m，數據安全性亦較高，且具有較高的靈活性和可擴展性。
評論