基于GSM和Zigbee技术的无线安防系统研制.pdf

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1、No．4陕西科技大学学报Aug．2009Vol_27JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLC}GY·139·文章编号：1000—5811(2009}04—0139—04基于GSM和Zigbee技术的无线安防系统研制刘省贤，李斌(1．陕西邮电职业技术学院计算机系，陕西咸阳712000；2．陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要：结合GSM和Zigbee技术设计了一种无线安防系统，给出了系统的设计方案和硬件结构，阐述了系统软件各个功能的实现，并对GSM短信息

2、发送的关键技术进行了重点介绍，同时展望了该系统广泛的应用前景．关键词~GSM；Zigbee；安防中图分类号：TP393．O2文献标识码：A0引言目前，城市安防系统越来越受到人们的重视，客户对安防系统的功能和性能方面的要求也越来越高．本文提出了一种基于GSM和Zigbee技术的无线安防系统，该系统的特点在于利用GSM和Zigbee无线网络优势，实现了安防系统的无线网络化，省去了繁琐的布线过程，实现了安防信息的多点、远距离传输，提高了安防系统的安全性、可靠性与隐蔽性．员1系统方案安测该系统方案主要设计特点是将Zigbee无线

3、传感器网络与GSM网络相结合．使用无线网络不仅省去布线的麻烦，增加了安图1无线安防系统结构防传感器布局的灵活性，而且可以防止通信电缆被破坏，提高了安全性．整个系统结构如图1所示．系统把带有Zigbee协议的模块嵌入到被动红外、玻璃破碎、门磁、烟感及煤气泄露等安防设备中，作为无线传感器网络的一个节点．例如，当发生盗窃时，被动红外传感器检测到盗贼进入监控区域，它触发节点芯片的中断，从而激活节点芯片，芯片会自动通过Zigbee无线收发模块把打好的报警数据包发送出去．Zigbee协调器是Zigbee网络与外部GSM网络的接口，作

4、为系统的核心负责整个网络的管理以及数据的转发，它通过收发模块接收安防监控节点的数据，由嵌入式控制器对接收到的数据进行必要的处理，然后将其经过GSM网络发送到保安中心，实现快速安全报警．整个系统主要可以分为Zigbee协调器和Zigbee无线传感器节点两部分．1．1Zigbee协调器Zigbee协调器作为整个系统的中心担负了许多任务，因此对负责管理这个中心的控制器要求较高．而传统的单片机在某些方面已无法满足要求，ARM由于其高性能、低功耗、低成本的特点正是替代传统单片机的首选．本设计选用ARM9处理器STR912FW44X

5、6芯片为核心，外围扩展一系列功能模块，整个硬件结构如图2所示．*收稿日期：2OO9一O4—29作者简介：刘省贤(1965一)，男，陕西省咸阳市人，讲师，研究方向：网络技术及自动监控设备的开发·140·陕西科技大学学报第27卷其中STR912FW44X6是主控芯片，它是由意法半导体公司推出无线收发模块FLASHCC2420ISRAM的基于ARM966E_S内核的高性能嵌入式芯片，运算速度达96Rs232转换器STR912F现场报警MIPS，支持单周期DSP指令[1]．片内集成了544kB的Flash及96kBW44X6的S

6、RAM，支持以太网、USB、UART、12C和CAN通信，有80个GSTMC／3~5i显示键盘GPIO、8通道1O位AI)C、3相电机控制器、看门狗定时器和9个可编程DMA通道．系统用1片UART收发芯片TI公司的TL16C550将图2Zigbee协调器结构图GSM模块连接到ARMCPU的GPIO，实现GSM短消息报警发送．GSM通信模块选用西门子公司的TC35i模块，该模块性能稳定，价格低廉，具备GSM无线通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息编码方式．在RF收发器上，本设计选用TI公司的Zigbee射频收发

7、芯片CC2420，CC242o采用OQPSK调制方式，支持数据传输率高达250kbps，能够实现点对多点的快速组网．另外，协调器还根据实际需要设计了RS232接口、键盘显示和现场报警电路．1．2Zigbee无线传感器节点Zigbee无线传感器节点由安防传感器和Zigbee终端设备组成，如图3所示．Zigbee终端设备选用TI公司的Zigbee射频收发芯片CC2430，CC2430具图3Zigbee无线传感器有很高的性价比，在单个芯片上整合了Zigbee射频(RF)、内存和微控制器．节点结构图它使用1个8位MCU(8051

8、)，具有128kB可编程闪存和8kB的RAM，还包含模拟数字转换器(ADC)、定时器、AES128协同处理器、看门狗定时器、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路和21个可编程I／O引脚．2Zigbee技术介绍Zigbee是Zigbee联盟的产物，这个由国际上100多家知名软硬件公司组成的联盟致力