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基于远距离传输wifi模块的无线红外线报警器

发布日期:2022-01-17  浏览次数:2775
基于远距离传输wifi模块的无线红外线报警器,伴随着人们安全意识的增强,人们对家庭安全和工业安全设备的需求也不断增加。常规的安全设备布线复杂,可靠性低,同时受到环境因素的影响,本论文提出了一种基远距离传输wifi模块的无线红外报警系统,系统将物联网技术应用到安全系统设计中,全系统使用操作简便,能根据实际情况要求在单台或有网络两种状态下自动切换,通过语音报警,实时监控,对所有不安全事故的发生发出警报。能很好地保护工业生产和家庭安全。

该系统设计利用温湿度传感器.人体红外线传感器.语音报警模块.光电阻及时钟远距离传输wifi模块无线组网技术,接收和汇总终的数据,可以通过OLED屏幕实时地显示当前数据值,或者把它们发送到调制器,协调程序再次对数据进行打包,并通过WIFI模块发送给阿里云服务器上位机。端架部件包括:语音报警模块.温湿度检测传感器.人体红外线,光电阻和时钟模块分别采集到的值在OLED屏幕上显示不同的位置,还可以通过终端主控制MCU以串口发送到无线Zigbee模块,Zigbee负责在多终端和协调程序之间建立内部网络,把所有数据发送给协调器,以便整合数据。协调人的硬件部分包括:无线Zigbee接收模块.远距离传输wifi模块WIFI发送模块和主控制器三大部分,通过Zigbee接收到的数据与MCU进行比较,再一次通过分析后以无线WIFI的方式发送到云平台上位机,对数据进行存储、显示等多种功能。

所选单片机为32位.72M频率型号为ST,占据系统核心的位置,可驱动各传感器进行数据采集.多项工作,如实时显示及无线传输。MCU内部集成了数据缓冲区、数据存储区、定时计数区和其他寄存区,并配有多种数据输出及输入方式,如:12位ADCADCADC,可配置多通道多路工作方式,能用准确的方法读出外部设备的电压值,但不能太高。PB11和PB10分别是通信协议的数据和时钟信号,由DAC.串口发送和通过软件配置组合来驱动外部设备以实现多种功能的高速处理器。

本系统所用的Zigbee模块型号是CC2530,并配有CC2591功放芯片,传送到室外空旷地带或无障碍物的区域。数据传输采用两种方式,一种是点对点方式,一种是点对点的方式,这种方式可以实现零误码率的传输;另一种是传输方式下的广播方式,可配置多个发送端,一个接收模块。该模块的基本数据传输过程参数配置,需要长按模块上方键,进入不同的参数配置流程,修改自己需要的功能任务。

话音报警器模块选择了SYN6288,正常工作电压为5V/500MA,模块使用简单,直接与单片机串口相连,采用串口1通讯,其模块具有忙信号管脚,当需要广播时,使得这个管脚输出是高水平,而空闲时是低电平,而模块则是低功耗;该模块与单片机的接线分别是PA9.PA10和PA4。本模块的优点是无需原始音频文件,可以将汉字转换成水平信号,用45W扬声器可以将水平信号直接播入语音。

在软件方面,主要包括红外线数据和温湿度数据采集子程序,包括人体红外传感器的初始化、模数转换数据的采集、SHT30型温湿度传感器的模拟IIC的初始化和温湿度采集部分。终端组网数据无线传输子程序,其主要功能是通过紫蜂网络协议,将分布在室内的各节点的数据进行无线传输,并通过接收主机发出的不同数据包,将不同的有效数据传送给主机上的协调程序。中控主机数据处理分析显示控制子程序,本程序的功能就是解压各终端节点所发回的数据包,并在包内提取有效数据,还可判定不同节点有效数据是否超过用户自行设计的参数上限(可设定存储值),如超过则进行语音报警,该数据将在OLEDLCD的相应位置同时显示出来。第三个是网络数据传输子程序,这个部分主要完成系统的网络数据传输功能,利用WIFI模块与因特网上的用户远程服务器相连,并实时发送给用户进行监控;在用户发现问题后可及时响应,同时也可通过网络数据发出实时关闭报警信息。

所设计的传感器数据采集软件子程序主要分为基于人眼红外线感光电阻和基于SHT30的夜测人体设计和SHT30的温湿度数据采集部分。由于主控芯片具有外部ADC硬件外设,故将人体红外模块分为模拟采集和数字采集两种方式。所以选择精度较高的ADC采集数据方式,先通过在终端中控制芯片上初始化ADC外设通道三,对其工作精度进行了12比特配置,即采集范围可达0~4095,完全满足人体红外采集精度的要求,另外一种ADC的通道二也被用于在白天或在阳光直射时获得感光电阻数据,在已有人活动且未触发报警的情况下,本模块的数据采集仍然采用12位模数转换,软件初始化完成后,用模数转换来获得通道值的光强和人体红外线的数值,经检测后判断,当光线数值小于80时判断为夜间,人体红外模组数据大于4000时有人活动,主控制芯片对这些信息进行联合判断,得出当前某人是否非法入侵,然后将有效数据汇总到中心主控制器。第二个是在设计上增加了一个温度湿度传感器SHT30,用于实时监测室内温度和湿度数据。传感与中控芯片采用IIC通讯方式进行通讯,这种通讯方式具有数据传输率高、数据传输稳定等优点。它通过主控芯片通过普通IO口系统的准确定时器,来模拟多种IIC协议的信号,比如协议的起始函数,协议的终结子程序,协议校验子程序等等,在初始化完成之后,将相关数据写入传感器数据,并在传感器的数据手册中提到的寄存器内,在读取了一个包之后,在数据包中解压了有效的数据,在温度湿度数据上分别把八位高、低和低温湿度数据组合成一种浮点型,等待上载到中控台。

利用紫蜂协议实现多终端远距离传输wifi模块网络数据传输,该协议可实现多个终端间无数据格式直接传输,在宿主程序中,可以采用约定分组格式的方式获得不同节点的数据,具体设计实现方法为:主站先以广播的形式发送信息包,每个终端可以同时接收到信息包,然后每个终端接收到信息包,在包头缓冲器中先放置包头,再判断中断号与包头数据是否一致,若具有一致性,则启动数据传输功能,如果数据包不一致,则将其丢弃,在终端发送了包含有效数据的数据包之后,主机会收到,然后分析这是哪个终端所返回的包,然后把来自不同终端的有效数据放到各自的缓冲区。

软件和硬件的设计,完成系统的调试。该系统仿真了系统在不同的测试状态,一种是在有明显光照、有人在红外前方活动时,话音模组不会提示报警信息,当声光传感器模组被黑布覆盖时,话音模块开始报警。终端机有人非法入侵”时,当屏蔽终端二声模块报警:“警报警报,终端二人非法入侵”。与此同时,这些报警数据和温度湿度实时显示在服务器的上位机上。

提出一种基于远距离传输wifi模块的红外报警系统,其感知层由人体红外传感模块与光敏模块联合构成,能有效地实时监控监控范围内人的活动,同时通过光敏模块确保白天有人在时不会误触发。并辅以温湿度传感器,实现温度、湿度的监控。传输层采用基于紫蜂协议的ZIgBee无线传输模块,主机以轮询方式发送接收包给不同终端要求实时监控数据。当数据汇总到主机上后,经主控芯片分析处理显示在OLED人机交互式显示屏上,数据通过远距离传输wifi模块上载到服务器上,用户可通过PC远程登录服务器,实时查看监控区域。
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