一種基于ZigBee無線網絡的智能安全監控系統設計

　　3.2 系統軟件設計

　　3.2.1 系統工作流程

　　ZigBee井蓋報警系統的工作流程如圖3所示。ZigBee井蓋報警器正常工作狀態時處于休眠狀態，當光線和氣體檢測超出告警閾值時，喚醒ZigBee控制器，讀取井蓋基本信息并進行ZigBee網絡的無線傳輸，將數據傳遞給網絡中鄰近的節點，最后傳輸給嵌入式網關進行處理。嵌入式網關控制GPRS模塊將信息發送給Web服務器，同時發送報警短信給維修人員，Web服務器通過數據庫將信息存儲。

　　3.2.2 ZigBee協調器

　　ZigBee網絡協議采用TI公司的Z-STACK，協議棧為ZigBee 2007。ZigBee 2007是ZigBee聯盟開發的一種低成本、極低功耗的雙向無線通信標準，是TI公司專門為CC2530芯片設計的協議棧。本系統協議設備以協調器和路由器為主，軟件設計主要包含協調器節點軟件和路由器節點軟件。

　　ZigBee協調器的軟件流程圖如圖4所示，ZigBee網絡啟動時會進行設備初始化，通過協調器設置網絡唯一的PAN ID，設置協調器的地址。進入信道掃描階段，判斷現在是否有相同PAN ID的網絡，如果存在的話就選擇現有協調器節點發送入網請求。如果不存在網絡，協調器在信道掃描成功后會排列信道，并選擇出最優通道，確定網絡ID，建立網絡。網絡建立好以后，協調器會進入無線偵聽的階段，如果有新設備節點加入網絡，協調器會按順序給其分配網絡地址。如果有串口數據接收，協調器會進入處理串口數據的階段，主要負責嵌入式網關發送的控制命令。

　　3.2.3 ZigBee路由器

　　報警系統中的井蓋報警器作為ZigBee網絡中的路由器，主要負責報警數據采集和中繼傳輸。通過配置CC2530的ADC控制器開始數據的采集，設置A/D轉換的速率和讀取數據時間間隔。路由器的軟件流程圖如圖5所示，路由器節點上電后進行軟硬件的初始化，掃描網絡是否存在，選擇符合的PAN ID網絡加入，成為網絡中的子結點。

　　路由器加入網絡后處于休眠狀態，當有告警中斷產生時，喚醒CPU并進入中斷處理函數，中斷處理主要包含對數據的采集和發送，將報警器的傳感器數據采集打包發送到父節點中，完成后退出中斷進入休眠狀態。

　　結語

　　本文基于ZigBee網絡實現井蓋報警器的分布式布控，達到實時監控和主動預警。結合GPRS無線通信的特點和優勢，設計了與互聯網融合的智能報警系統。通過Web服務器可實現對城市井蓋的遠程監控，并通過數據庫完成了數量龐大的井蓋信息存儲。該系統利用ZigBee網絡覆蓋范圍廣、低功耗、傳輸穩定的特點，達到了井蓋防盜的自動化，讓井蓋丟失帶來的各種隱患問題得以解決，在井蓋防盜領域具有廣闊的應用前景。