家庭監(jiān)控:防盜報警系統(tǒng)在無線網(wǎng)技術中的應用
近年來,隨著生活水平的提高,家庭住宅面積不斷擴大,居住環(huán)境越來越好,人們的居住質(zhì)量有了明顯的改善。同時,科技的日新月異帶動了電子類產(chǎn)品的快速發(fā)展,尤其是家用電子類產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生活必不可少的一部分。為家庭和小區(qū)用戶提供安防保障的家庭防盜報警系統(tǒng)也已走近人們的家庭。
利用單片機控制技術、無線傳感器網(wǎng)絡技術和GSM移動通信技術,實現(xiàn)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能防盜系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用GSM移動通信技術,可以使小區(qū)安防人員和用戶及時收到報警信息,在第一時間趕赴現(xiàn)場,從而使用戶損失降到最低。采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式,可以輕松組網(wǎng)。報警網(wǎng)絡可大可小,小到家庭獨立使用、小區(qū)組網(wǎng),大到地區(qū)組網(wǎng)。采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式,不需要重新布線,可隨意放置監(jiān)視探頭,非常適合小區(qū)及家庭使用。
智能防盜報警系統(tǒng)主要由4部分組成:無線防盜報警探頭、家庭主機、小區(qū)主機、地區(qū)主機。
無線防盜報警探頭一般安裝在用戶住宅的窗戶上,其外形小巧美觀,可以直接貼在窗戶上。防盜報警探頭通過對振動和紅外熱源的雙重探測原理,確認盜賊的入侵。當發(fā)現(xiàn)警情后立即啟動自身聲光報警,震懾入侵者,同時通過無線數(shù)據(jù)傳輸方式將報警信息傳送給家庭報警主機。家庭報警主機立即將報警信息通過短信的方式發(fā)送到用戶手機、小區(qū)或地區(qū)的報警主機,同時可啟動大功率的室內(nèi)聲光報警裝置,阻止進一步的侵犯行為。
在自然界,任何高于絕對溫度(-273K)的物體都將產(chǎn)生紅外光譜,不同溫度的物體釋放的紅外波長是不一樣的,紅外波長與溫度相關,而且輻射能量的大小與物體表面溫度有關。人體都有恒定的體溫,一般在37℃左右,會發(fā)出10mm左右特定波長的紅外線,被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的紅外線而進行工作的。被動紅外探頭的傳感器包含2個串聯(lián)的熱釋電元件,2個電極化方向正好相反,環(huán)境背景輻射對2個熱釋電元件幾乎具有相同的作用,使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消,此時探測器無信號輸出。紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到熱釋電元件,這種元件在接收到人體紅外輻射變化時就會失去電荷平衡,向外釋放電荷,經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。
家庭主機對微處理器的要求稍高,微處理器同時連接無線收發(fā)模塊和GSM模塊,并有上位機通信接口。本方案選用ATmegal28微處理器,ATmegal28有2個串口,還有SPI接口,可以滿足上述功能要求。另外,還具有豐富的I/O口資源,可以用來驅(qū)動聲光報警和繼電器的動作。ATmegal28內(nèi)置4KB的EEPROM,可擦寫100000次。因為家庭主機需要管理無線防盜報警探頭的位置信息及ID,存儲報警用戶的報警電話、報警短信內(nèi)容、報警次數(shù)等,所以4KB的EEPROM可以很好地解決這個問題。當微處理器從無線收發(fā)模塊接收到報警信息后,需要對數(shù)據(jù)進行分析,查找已激活的無線傳感器列表,找到與ID號相對應的傳感器,讀出其具體位置信息,將位置信息插入到已預置的報警短信后,按照報警用戶列表依次通過GSM模塊發(fā)送給報警用戶。
地區(qū)主機的管理范圍涉及整個地區(qū),可能包含地區(qū)內(nèi)的若干個小區(qū),用戶更加龐大,適合于地區(qū)的公安部門安裝,可以有效協(xié)助管理地區(qū)治安。地區(qū)主機的硬件結(jié)構與小區(qū)主機的硬件結(jié)構相同,但上位機軟件功能更加強大,擁有更強的數(shù)據(jù)庫管理功能和地圖定位系統(tǒng)。由于地區(qū)主機管理范圍的逐漸擴大,報警方式有可能并行發(fā)生,所以最直觀的呈現(xiàn)方式就是當有報警發(fā)生時能夠在地圖中直接顯示其確切位置。所以地區(qū)主機具有良好的地圖數(shù)據(jù)信息,可根據(jù)報警信息的地址內(nèi)容,查詢地理信息數(shù)據(jù),將與報警信息對應的地理位置直接顯示在地圖上。如果能配合警力GPS定位系統(tǒng),可使警方更快到達事發(fā)現(xiàn)場,將用戶損失降到最低。
現(xiàn)場調(diào)試證明無線防盜報警探頭的報警響應及時且準確無誤,其自身的聲光報警動作能夠?qū)ΡI賊起到震懾作用。家庭主機可以及時接收報警信號,驅(qū)動更大的聲光報警,同時戶主、其他報警用戶、小區(qū)主機和地區(qū)主機能夠快速收到包含精確報警位置的報警短信,有效指導小區(qū)和地區(qū)的安防人員快速到達事發(fā)現(xiàn)場。這套系統(tǒng)可以有效防止盜賊入侵,滿足不同家庭用戶的安防需求,還可以協(xié)助地區(qū)管理治安,有很好的應用效果。