基于ZigBee网络的安全预警系统的制作方法

本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及一种应用于社区、街道、工厂等场景的基于ZigBee网络的安全预警系统。

背景技术：

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，它有两层含义：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网技术是将电子设备通过无线传输网络与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。在物联网环境下，人们能够使用任意设备、通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的服务，从而方便人们即时地获得信息并采取行动。

传统的预警方式是通过安保人员对监测区域不间断地进行巡查，发生异常情况时由安保人员进行报警。这种预警方式的人为因素太强，且很难做到实时的预警，往往会有漏洞，给不法分子留下可乘之机，造成人员和财产的损失。能够设计出一种能与物联网相关联，并能有效且实时对被监测区域进行监测的预警系统是非常有价值的。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不间断、机器自动监控的基于ZigBee网络的安全预警系统。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

基于ZigBee网络的安全预警系统，包括主机、网关和多个分机；所述主机与所述网关电连接；多个所述分机均与所述网关无线连接；

所述分机包括ZigBee芯片、电源模块、摄像头和火灾预警电路；所述电源模块给所述ZigBee芯片和所述火灾预警电路供电；所述摄像头和所述火灾预警电路均与所述ZigBee芯片电连接；所述ZigBee芯片与所述网关无线通信连接；

所述火灾预警电路包括温度传感器、烟雾传感器和A/D转换器，所述温度传感器和所述烟雾传感器均与所述A/D转换器电连接，所述A/D转换器与所述ZigBee芯片电连接。

所述分机还包括天线、时钟电路和复位电路，三者均与所述ZigBee芯片电连接。

所述分机还包括与所述ZigBee芯片电连接的人体红外感应器，所述人体红外感应器用于检测是否有人体靠近。

所述分机还包括与所述ZigBee芯片电连接的语音电路；所述电源模块给所述语音电路供电；所述语音电路用于播放和录制语音。

所述语音电路包括语音芯片、麦克风和扬声器；所述麦克风和所述扬声器均与所述语音芯片电连接，所述语音芯片与所述ZigBee芯片电连接。

所述分机还包括与所述ZigBee芯片电连接的备用接口电路。

所述备用接口电路包括JTAG接口和UART接口。

所述网关包括处理器、ZigBee芯片、天线、以太网控制器和供电模块；

所述天线与所述ZigBee芯片电连接；所述ZigBee芯片、所述处理器和所述以太网控制器依次电连接；所述供电模块给所述ZigBee芯片、所述处理器和所述以太网控制器供电；

所述ZigBee芯片通过所述天线与所述分机无线通信连接；所述以太网控制器与所述主机电连接。

所述处理器采用ARM内核的嵌入式处理器。

所述供电模块采用POE供电模块。

本实用新型采用以上技术方案，系统中的多个分机架设在需要监控区域的重要地点，分机能够不间断地自动采集图像数据，并通过无线通信网络发送到主机，主机发现异常情况即主动报警；系统的自动化程度高，极大减少了人力的投入，并且能够及时报警，保障被监控区域的安全。本实用新型采用ZigBee网络进行无线数据传输，不需要进行复杂的布线设计，并且组网方便，灵活性高。本实用新型的分机还利用烟雾传感器和温度传感器进行火灾预警，避免单一使用烟雾传感器造成的容易误报的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型基于ZigBee网络的安全预警系统的电路结构示意图；

图2是本实用新型基于ZigBee网络的安全预警系统中分机的电路结构示意图；

图3是本实用新型基于ZigBee网络的安全预警系统中网关的电路结构示意图。

图中：1-主机；2-网关；21-处理器；22-ZigBee芯片；23-天线；24-以太网控制器；25-供电模块；3-分机；31-ZigBee芯片；311-天线；312-时钟电路；313-复位电路；32-电源模块；33-摄像头；34-火灾预警电路；35-人体红外感应器；36-语音电路；361-语音芯片；362-麦克风；363-扬声器；37-备用接口电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种基于ZigBee网络的安全预警系统，包括主机1、网关2和多个分机3；所述主机1与所述网关2电连接；多个所述分机3均与所述网关2无线连接。

如图2所示，所述分机3包括ZigBee芯片31、电源模块32、摄像头33和火灾预警电路34；所述电源模块32给所述ZigBee芯片31和所述火灾预警电路34供电；所述摄像头33和所述火灾预警电路34均与所述ZigBee芯片31电连接；所述ZigBee芯片31与所述网关2无线通信连接；

所述火灾预警电路34包括温度传感器、烟雾传感器和A/D转换器，所述温度传感器和所述烟雾传感器均与所述A/D转换器电连接，所述A/D转换器与所述ZigBee芯片31电连接。

为进一步详述本专利，进行拓展说明如下：

在一个具体的实施例中，ZigBee芯片31的型号MC13224，该芯片集成了完整的低功耗2.4GHz无线电收发器，内嵌了32位ARM7处理器，工作电压2.0V～3.6V。

烟雾传感器采用GP2Y1010AU粉尘模块，该传感器的检测灵敏度较高，并且具有外形小巧、低电流、低功耗的特点。仅使用烟雾传感器作为检测火灾的手段，容易产生误报，比如有人在附近吸烟就可能报警。因此本方案增设了温度传感器来配合烟雾传感器，只有在温度传感器检测的温度高于设定值的情况下，才会进行火灾报警，这样就降低了误报的可能性。

所述分机3还包括天线311、时钟电路312和复位电路313，三者均与所述ZigBee芯片31电连接。天线311采用杆状天线，这种天线的功率大，发射距离远。复位电路313用于重新启动模块并初始化，复位电路313对于系统的稳定性有重要作用。

所述分机3还包括与所述ZigBee芯片31电连接的人体红外感应器35，所述人体红外感应器35用于检测是否有人体靠近。

本实施例选用HC-SR501型人体红外感应器35，它具有低功耗、灵敏度高、可靠性高的特点。人体红外感应器35检测周边环境是否有热释红外信号，当人体靠近时通过ZigBee芯片31向主机1发出信号。

所述分机3还包括与所述ZigBee芯片31电连接的语音电路36；所述电源模块32给所述语音电路36供电；所述语音电路36用于播放和录制语音。

所述语音电路36包括语音芯片361、麦克风362和扬声器363；所述麦克风362和所述扬声器363均与所述语音芯片361电连接，所述语音芯片361与所述ZigBee芯片31电连接。

语音芯片361的型号为ISD2560，具有抗断电、音质好、使用方便等优点。发现火灾或其它异常情况时，ZigBee芯片31控制语音芯片361启动工作，通过扬声器363播放报警提示语音。

此外，人体红外感应器35检测到有人靠近时，ZigBee芯片31控制语音芯片361启动工作，通过麦克风362进行录音，并将录音上传到主机1。其它时间内，语音芯片361都处于待机状态，不进行录音，以降低功耗，避免上传无意义的噪音。此功能可用于人工报警和求助。

所述分机3还包括与所述ZigBee芯片31电连接的备用接口电路37。

所述备用接口电路37包括JTAG接口和UART接口。

如图3所示，所述网关2包括处理器21、ZigBee芯片22、天线23、以太网控制器24和供电模块25。所述天线23与所述ZigBee芯片22电连接；所述ZigBee芯片22、所述处理器21和所述以太网控制器24依次电连接；所述供电模块25给所述ZigBee芯片22、所述处理器21和所述以太网控制器24供电。

所述ZigBee芯片22通过所述天线23与所述分机3无线通信连接；所述以太网控制器24与所述主机1电连接。

所述处理器21采用ARM内核的嵌入式处理器，本实施例采用型号为STM32F103RCT6的芯片，该芯片通过UART总线与ZigBee芯片22电连接，通过SPI总线与以太网控制器24电连接，用于将ZigBee数据包转换为以太网TCP/IP协议数据包。

以太网控制器24采用以ENC28J60芯片为核心组成的电路，ENC28J60芯片是带SPI接口的独立以太网控制器24。本方案中，该芯片用于将以太网TCP/IP协议数据包送至主机1。

需要说明的是，上述涉及软件的部分，包括传输协议、数据格式的转换，均为现有技术的常规应用，本实用新型方案的实质是对硬件部分的组成以及连接关系进行的改进，并不涉及对软件本身进行的改进。

所述供电模块25采用POE供电模块25。该模块将48V直流电转换为5V直流电，实现前后级电气隔离，为ZigBee网关的电路提供可靠安全电源。由于是POE供电，因此该ZigBee网关电源安装简单方便。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。