基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统的制作方法

本实用新型涉及智能小区管理系统，具体涉及基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统。

背景技术：

近年数据显示，城镇人口每年以较快速度增长，而住房面积在最近五年人均增加1m²，这表明每年仍需要大量住房，而随着经济的发展和人们生活水平的提高，智能住宅小区已经成为人们安家置业的首选。物业小区的服务和管理成为了人们所关注的。随着小区的规模不断扩大，像小区中的停车场，家庭安防，周界防范等工作量也将越来越大。

一直以来人们使用传统纯人工方式管理小区，这种管理方式存在着许多缺点，比如效率低、漏洞多，而传统的物业管理方式由于管理手段落后、技术水平不高，己经不能满足住户的需求。需要一种新的、快速有效的管理方式对小区进行管理。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统，其特征在于：包括：前端信息采集单元和后台处理平台，所述前端信息采集单元通过ZigBee技术与后台处理平台进行通信；所述前端信息采集单元包括设置在小区周边的红外对射模块、用于检测煤气泄漏的烟雾检测模块和温度传感器、用于停车位检测的超声波模块，所述后台处理平台包括中心微控制器、以太网模块、数据库和GSM模块；所述中心微控制器通过以太网模块向数据库发送信息，所述中心微控制器通过GSM模块为业主发送信息。

进一步地，所述中心微控制器采用STC15芯片。

进一步地，所述红外对射模块包括发射控制电路和接收检测电路，所述发射控制电路由电阻R1、第一三极管Q1、红外发光二极管L1和电阻R2构成；发射控制信号通过电阻R1与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极与红外发光二极管L1的正极连接，红外发光二极管L1的负极通过电阻R2接地，所述第一三极管Q1的集电极与电源连接；所述接收检测电路由电阻R4、电阻 R3、接收二极管L2、比较器LM393、电阻R5和电容C1构成；比较器LM393的负极输入端通过调压电阻R4与供电电源连接，比较器LM393的正极输入端与接收二极管L2的正极连接，接收二极管L2的负极接地，接收二极管L2的正极通过电阻R3与供电电源连接。

进一步地，所述烟雾检测模块由烟雾检测器、电阻R8、电阻R9、电容C4、 AD转换器、电阻R10、比较电阻构成，其中烟雾检测器的输出端与AD转换器的输入端连接，通过比较电阻可以调节比较基准电压，AD转换器的输出端与中央微处理器连接。

进一步地，所述烟雾检测器采用电化学CO传感器MQ-2。

进一步地，所述GSM模块采用SIM900A型号。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型提供的智能小区系统，小区内部各个数据采集模块采集的数据采用ZigBee技术传输，数据传输到小区管理中心进行数据分析处理后，展现在物业管理后台，例如某个家庭发生煤气泄漏，后台可以直观地展现家庭的具体位置(几栋楼几号房)，以便物业管理人员快速反应；采用以太网技术将数据分析结果传输到云端数据库，业主可从云端获取实时数据进行处理，例如停车位剩余数量、煤气泄漏提醒、小区公告提示。

2、采用红外线对射模块对周界防范；稳定性好、耗电微、敏感度高，且准确鉴别生物体和非生物体的运动，误报率低。煤气检测模块选用电化学CO传感器MQ-2，安装在厨房煤气或天然气接口附近，一旦检测到煤气泄漏，模块将探测到的报警信号通过ZigBee传送到管理处接警计算机，物业管理人员通过物业管理软件对警情做出反应，达到防范目的。GSM模块选择了型号SIM900A，当业主家中发生火灾时，可以及时通过短信提醒业主。

3、本实用新型对小区的每个车位都安装了超声波检测装置，针对小区的地下停车场，我们采用超声波检测车位是否空置，在每个车位尾部安装超声波模块，根据超声波测距原理计算出障碍物距离来判断是否有车辆存在。车位信息通过ZigBee传输到管理处后台，再上传到云端数据库，业主通过应用系统或其他设备从云端获取数据，获得剩余车位数量的预约车位板块，实现一键预约，减少了业主苦苦寻找车位的烦恼。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统结构图；

图2为本实用新型提供的所述红外检测模块电路结构图；

图3为本实用新型提供的所述烟雾检测电路结构图；

图4为本实用新型提供的所述GSM模块电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

参见图1为本实用新型提供的基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统结构图。

如图1所示，基于ZigBee技术和传感器技术的智能小区系统，其特征在于：包括：前端信息采集单元和后台处理平台，所述前端信息采集单元通过ZigBee 技术与后台处理平台进行通信；所述前端信息采集单元包括设置在小区周边的红外对射模块、用于检测煤气泄漏的烟雾检测模块和温度传感器、用于停车位检测的超声波模块，所述后台处理平台包括中心微控制器、以太网模块、数据库和GSM模块；所述中心微控制器通过以太网模块向数据库发送信息，所述中心微控制器通过GSM模块为业主发送信息。

本实用新型提供的智能小区系统，小区内部各个数据采集模块采集的数据采用ZigBee技术传输，数据传输到小区管理中心进行数据分析处理后，展现在物业管理后台，例如某个家庭发生煤气泄漏，后台可以直观地展现家庭的具体位置(几栋楼几号房)，以便物业管理人员快速反应；采用以太网技术将数据分析结果传输到云端数据库，业主可从云端获取实时数据进行处理，例如停车位剩余数量、煤气泄漏提醒、小区公告提示。

本实用新型的中心微控制器采用STC15芯片。

STC15芯片具有大容量RAM数据存储器、高速、低功耗且接口丰富的特点，同时拥有SPI高速同步串行通信接口和两个完全独立的高速异步串行通信端口，不用外接晶振电路和复位电路，这将节省了电路板的空间。中心微控制器可以通过扩展接口增加其他检测传感器的连接，扩展系统的功能。

根据应用特点耗能低、成本低、体积小和功能强大等特点，ZigBee模块选取硬件芯片CC2530通信模块,既可以完成我们所要的功能又有价格上优势。在采集接口上我们为了方便采用了RS232串口。CC2530是短距离，低功耗，2.4GHz 频段射频收发器。完全符合IEEE802.15.4PHY/MAC标准，并支持Zigbee星形网络和对等网络。CC2530系列内部集成了一个增强型8051MCU核心，其性能与许多16位MCU相当，但功耗很低，将其和CC2530配合使用可以大幅度地延长电池寿命，提高工作性能。这样应用不但将主节点的设计模块化，并且增强了可移植性。并且简化了电路的设计过程，省去了对单片机与无线收发芯片之间接口电路的设计，缩短了研发周期。

图2为本实用新型提供的所述红外检测模块电路结构图。

参见图2，红外对射模块包括发射控制电路和接收检测电路，发射控制电路由电阻R1、第一三极管Q1、红外发光二极管L1和电阻R2构成；发射控制信号通过电阻R1与第一三极管Q1的基极连接，第一三极管Q1的发射极与红外发光二极管L1的正极连接，红外发光二极管L1的负极通过电阻R2接地，第一三极管Q1的集电极与电源连接；接收检测电路由电阻R4、电阻R3、接收二极管L2、比较器LM393、电阻R5和电容C1构成；比较器LM393的负极输入端通过调压电阻R4与供电电源连接，比较器LM393的正极输入端与接收二极管L2的正极连接，接收二极管L2的负极接地，接收二极管L2的正极通过电阻R3与供电电源连接。

对于小区的居住环境来说，安全是第一位的。为了防止从非入口未经允许私自闯入小区，避免各种潜在的危险，在小区周界建立电子围墙，即在小区周围安装双束红外线对射探测器，发射器和接收器间隔分布，在发射器处需要接入直流电源，其电源由设在物业管理中心的12V直流电源箱供给。

做周界防范部分时，考虑到大雾、雨天或其他恶劣环境条件，导致能见度低，给防范工作带来极大阻碍，经过反复实验和分析实验数据对比发现红外线对物质有很强的穿透力，对外界抗干扰能力很强，受环境影响弱、临近体无线电设备不会干扰的特点，特别是在云雾等充满悬浮物质时不容易散射。最重要的是，在实验中由红外对射管构成的探测模块能准确地感测运动人体的存在，较之微波、超声探测方式具有稳定性好、耗电微、敏感度高，且准确鉴别生物体和非生物体的运动，误报率低，综合以上优点，我们采用红外线对射模块。

图3为本实用新型提供的所述烟雾检测电路结构图。

参见图3，烟雾检测模块由烟雾检测器、电阻R8、电阻R9、电容C4、AD转换器、电阻R10、比较电阻构成，其中烟雾检测器的输出端与AD转换器的输入端连接，通过比较电阻可以调节比较基准电压，AD转换器的输出端与中央微处理器连接。

烟雾检测模块主要对煤气进行检测，由于电化学传感器的灵敏度比半导体传感器要高，并且功耗低更稳定。本系统选用电化学CO传感器MQ-2.当传感器所处环境中存在CO气体时，传感器的电导率随空气中CO浓度的增大而增大。 MQ-2模块将采集到的模拟信号通过AD转换器LM393转换为数字信号后传送给单片机分析。

烟雾检测器安装在厨房煤气或天然气接口附近，一旦检测到煤气泄漏，模块将探测到的报警信号通过ZigBee传送到管理处接警计算机，物业管理人员通过物业管理软件对警情做出反应，达到防范目的。

图4为本实用新型提供的所述GSM模块电路结构图。

参见图4，GSM模块是一个类似于手机的通讯模块，集成了手机的若干功能于一块小电路板上，它可以发送短消息，通话等等，GSM模块通过使用AT指令才能控制它，模块可以与电脑RS232串口相连，也可以用单片机来进行控制。设计中选择了型号SIM900A的GSM模块。当业主家中发生火灾时，可以及时通过短信提醒业主。

本实用新型对小区的每个车位都安装了超声波检测装置，针对小区的地下停车场，我们采用超声波检测车位是否空置，在每个车位尾部安装超声波模块，该装置主要由超声波发射器、超声波接收器和控制电路组成，超声波检测是根据超声波测距原理计算出障碍物距离来判断是否有车辆存在。车位信息通过 ZigBee传输到管理处后台，再上传到云端数据库，业主通过应用系统或其他设备从云端获取数据，获得剩余车位数量的预约车位板块，实现一键预约，减少了业主苦苦寻找车位的烦恼。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。