CN104408896A - 一种基于Zigbee组网的智能安防系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于Zigbee组网的智能安防系统及实现方法，所述系统包括中央控制器、电源复位模块、功能按键、传感器模块、信号处理模块、Zigbee收发模块、USB摄像头、报警模块及GPS模块。所述方法方法包括：传感器模块采集数据，通过信号处理模块完成对所述采集数据的初步处理；Zigbee收发模块将信号处理模块处理后的数据发送至中央控制器；中央控制器接收Zigbee模块发送的数据，并进行处理；所述中央控制器对数据进行处理后，发现异常则驱动报警模块进行报警。本发明提供的技术方案使得防盗系统更加完善，同时实现家庭安全状况远程实时监测查询，具有现场视频记录功能，在设防状态下，当红外对射传感器或者门磁触发报警时，系统将启动USB摄像头拍摄现场。

Description

一种基于Zigbee组网的智能安防系统及实现方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于Zigbee组网的智能安防系统及实现方法。

背景技术

人身安全和财产安全一直是人们最为注意的问题。传统的铁门铁锁看似牢固，但在如今的犯罪分子使用的各类工具面前却不堪一击。随着物联网技术的应用及普及，出现了很多的智能安防产品。智能安防产品构建起了立体的智能家居安防系统，多途径全方位的守护着家居安全。近些年，有的人在家中安装了防盗报警系统，但是由于现在市场上的安防产品还不成熟，实际应用中存在着很多的问题。比如有些产品只具有单一的防盗功能，并且存在着误报频繁的问题，还有就是用有线连接，存在线路繁琐、线路容易老化等问题。于是人们期待着能有一套正真智能并且实用的智能安防系统来守护家居的安全。

现有技术中，如申请号为CN201210471859.1号专利公开了一种家庭安防系统，所述系统包括：语音录制单元、语音预设单元、控制单元、信息发送终端以及信息接收终端，其中，语音录制单元，用于录制用户的语音信息；语音预设单元，用于预先设定报警语音信息；控制单元，用于将语音录制单元录制的录制语音信息与语言预设单元存储的报警语音信息进行对比；信息发送终端，用于将于报警语音信息相匹配的录制语音信息发送至信息接收终端。然而，该方案报警模式单一，功能性严重不做，无法对其它危机信息完成报警，同时不具备摄像监控功能。

发明内容

针对背景技术中出现的问题，本发明提供了一种基于Zigbee组网的智能安防系统，所述系统包括中央控制器、电源复位模块、功能按键，所述系统进一步包括传感器模块、信号处理模块、Zigbee收发模块、USB摄像头、报警模块及GPS模块。

优选的是，所述传感器模块用于采集数据，所述信号处理模块用于完成对所述采集数据的初步处理。

在上述任一方案中优选的是，所述Zigbee收发模块将信号处理模块处理后的数据发送至中央控制器。

在上述任一方案中优选的是，所述中央控制器用于接收Zigbee模块发送的数据，并进行处理。

在上述任一方案中优选的是，所述中央控制器对数据进行处理后，发现异常则驱动报警模块进行报警。

在上述任一方案中优选的是，所述传感器模块包括红外对射传感器、门磁传感器、烟雾传感器、CO检测传感器、温湿传感器中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述红外对射传感器和门磁传感器安装在门、窗处，用于防盗和/或非法进入。

在上述任一方案中优选的是，所述烟雾传感器和温度传感器安装在厨房和/或易发生火灾处，用于检测火灾的发生。

在上述任一方案中优选的是，所述CO检测传感器用于检测煤气泄漏。

在上述任一方案中优选的是，所述GSM模块通过串口和中央控制器相连，所述GSM模块内嵌TCP/IP协议栈用于连接网络。

在上述任一方案中优选的是，所述USB摄像头用于实现实时监控功能。

在上述任一方案中优选的是，所述中央控制器包括显示屏。

在上述任一方案中优选的是，所述报警模块报警方式包括本地报警、移动终端报警、远程短信报警中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述本地报警通过中央控制器的IO口和蜂鸣器连接实现。

在上述任一方案中优选的是，所述移动终端报警通过中央控制器发送无线数据至移动终端完成。

在上述任一方案中优选的是，所述移动终端包括手机、平板电脑、定制移动设备中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述远程短信报警通过中央控制器收发用户手机短息实现。

本发明还提供了一种基于Zigbee组网的智能安防系统实现方法，实施该方法的系统包括中央控制器、电源复位模块、功能按键，所述方法包括以下步骤：

传感器模块采集数据，通过信号处理模块完成对所述采集数据的初步处理；

Zigbee收发模块将信号处理模块处理后的数据发送至中央控制器；

中央控制器接收Zigbee模块发送的数据，并进行处理；

所述中央控制器对数据进行处理后，发现异常则驱动报警模块进行报警。

优选的是，其特征在于，所述传感器模块包括红外对射传感器、门磁传感器、烟雾传感器、CO检测传感器、温湿传感器中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述红外对射传感器和门磁传感器安装在门、窗处，用于防盗和/或非法进入。

在上述任一方案中优选的是，所述烟雾传感器和温度传感器安装在厨房和/或易发生火灾处，用于检测火灾的发生。

在上述任一方案中优选的是，所述CO检测传感器用于检测煤气泄漏。

在上述任一方案中优选的是，所述GSM模块通过串口和中央控制器相连，所述GSM模块内嵌TCP/IP协议栈用于连接网络。

在上述任一方案中优选的是，所述USB摄像头用于实现实时监控功能。

在上述任一方案中优选的是，所述中央控制器包括显示屏。

在上述任一方案中优选的是，所述报警模块报警方式包括本地报警、移动终端报警、远程短信报警中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述本地报警通过中央控制器的IO口和蜂鸣器连接实现。

在上述任一方案中优选的是，所述移动终端报警通过中央控制器发送无线数据至移动终端完成。

在上述任一方案中优选的是，所述移动终端包括手机、平板电脑、定制移动设备中至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述远程短信报警通过中央控制器收发用户手机短息实现。

本发明所提供的基于Zigbee组网的智能安防系统及实现方法针对人们对现代家居安防的要求和产品存在的问题而研发设计，具有如下优点：完善的防盗系统，实现门、窗、阳台等容易被歹徒入侵的地方的监控和报警，力争做到零误报；

实现家中火情的监测；实现煤气泄漏等突发事件的检测；实现家庭安全状况远程实时监测和查询；具有现场视频记录功能，在设防状态下，当红外对射传感器或者门磁触发报警时，系统将启动USB摄像头拍摄现场。

附图说明

图1是按照本发明的基于Zigbee组网的智能安防系统一优选实施例的系统框图。

图2是根据图1所示实施例中通过红外对射传感器完成智能安防的流程图。

图3是根据图1所示实施例中通过门磁传感器完成智能安防的流程图。

图4是根据图1所示实施例中通过烟雾传感器完成智能安防的流程图。

图5是根据图1所示实施例中通过Co检测传感器完成智能安防的流程图。

图6是根据图1所示实施例中通过温度传感器完成智能安防的流程图。

图7是按照本发明的智能安防系统实现方法中煤气泄漏报警流程图。

图8是按照本发明的智能安防系统实现方法中发生火灾或存在隐患报警流程图。

图9是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过发送短信报警的流程图。

图10是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过触发报警器报警的流程图。

图11是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过摄像头进行视频影像记录的流程图。

具体实施方式

下面参照附图结合示例性的实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：

如图1所示为按照本发明的基于Zigbee组网的智能安防系统一优选实施例的系统框图。系统的中央控制器Stm32f103包括显示屏、电源模块、复位模块、UART、SPI1口、SPI2口、IO口、USB口，其中IO口和本地报警相连，USB口和摄像头相连，传感器模块包括红外对射传感器、门磁传感器、烟雾传感器、CO检测传感器、温湿传感器，信号处理模块对传感器采集的数据进行初步处理后通过Zigbee无线网络发送至中央控制器，数据经SPI1口接收。中央处理器对所述数据进行处理并判断是否完成报警。其中，所述红外对射传感器和门磁传感器安装在门、窗处，用于防盗和/或非法进入。所述烟雾传感器和温度传感器安装在厨房和/或易发生火灾处，用于检测火灾的发生。所述CO检测传感器用于检测煤气泄漏。所述GSM/GPRS模块通过UART串口和中央控制器相连，所述GSM/GPRS模块内嵌TCP/IP协议栈用于连接网络。所述USB摄像头用于实现实时监控功能。所述报警模块报警方式包括本地报警、移动终端报警、远程短信报警中至少一种。所述本地报警通过中央控制器的IO口和蜂鸣器连接实现。

所述移动终端报警通过中央控制器发送无线数据至移动终端完成。所述移动终端包括手机、平板电脑、定制移动设备中至少一种。所述远程短信报警通过中央控制器收发用户手机短息实现。

本实施例中，所述中央控制器选择了意法半导体有限公司的Stm32F103，它搭载了ARM32Cortex-M3的CPU内核，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，最多高达112个的快速I/O端口。根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。

本实施例提供的技术方案，使得防盗系统更加完善，同时实现家庭安全状况远程实时监测查询，具有现场视频记录功能，在设防状态下，当红外对射传感器或者门磁触发报警时，系统将启动USB摄像头拍摄现场。

实施例2：

如图2所示，为根据图1所示实施例中通过红外对射传感器完成智能安防的流程图。红外对射传感器进行数据信息监测，信号处理模块完成对所述监测信息数据的初步处理并通过Zigbee网络发送至中央控制器，中央控制器接收并处理所述通过Zigbee网络传输的数据并判断是否达到报警条件，若达到则进行报警，没有达到则继续监测。

本实施例中，红外对射传感器采用红外波段的射束，人视觉不可见，具有隐蔽的防卫方式；使入侵者在不知不觉中触警，同时具有严密的防破坏能力；当红外接收端电源线或信号线被剪断时，报警信号输出电路将自动输出无线报警信号，还具有良好的抗干扰特性；采用阻断所有红外脉冲编码射束为报警触发条件，当昆虫、落叶或小动物等通过红外防卫射束网时，由于不能完全遮断全部红外脉冲编码射束所以不会产生误报警。

实施例3：

如图3所示，为根据图1所示实施例中通过门磁传感器完成智能安防的流程图。门磁传感器进行数据信息监测，信号处理模块完成对所述监测信息数据的初步处理并通过Zigbee网络发送至中央控制器，中央控制器接收并处理所述通过Zigbee网络传输的数据并判断是否达到报警条件，若达到则进行报警，没有达到则继续监测。

本实施例中，无线门磁传感器是一种在保安监控、安全防范系统中非常常用的器件，无线门磁传感器工作可靠、体积小巧，尤其是通过无线的方式工作，使得安装和使用非常方便、灵活。本实施例中使用YCF200MC系列无线门磁感应器，其具有可靠性高、频率稳定、功耗小、穿透能力强等特点，其内部电路设计采用声表面谐振器稳频，空旷距离200M，有固定编码和滚动编码型，内配锂电池，使用寿命可达一年以上。主要用于专业防盗报警系统与主机配套使用。一般安装于门窗的开启处作为感应触发装置，利用无线电波将触发信号传递给报警主机，由主机进行信号处理发出相应的报警信号。

实施例4：

如图4所示，为根据图1所示实施例中通过烟雾传感器完成智能安防的流程图。烟雾传感器进行数据信息监测，信号处理模块完成对所述监测信息数据的初步处理并通过Zigbee网络发送至中央控制器，中央控制器接收并处理所述通过Zigbee网络传输的数据并判断是否达到报警条件，若达到则进行报警，没有达到则继续监测。本实施例中，烟雾传感器安装在厨房等易发生火灾的地方。

实施例5：

如图5所示，为根据图1所示实施例中通过Co检测传感器完成智能安防的流程图。Co检测传感器进行数据信息监测，信号处理模块完成对所述监测信息数据的初步处理并通过Zigbee网络发送至中央控制器，中央控制器接收并处理所述通过Zigbee网络传输的数据并判断是否达到报警条件，若达到则进行报警，没有达到则继续监测。本实施例中，所述Co检测传感器对煤气泄漏是否泄漏进行检测，它对液化气、天然气及城市煤气有较好的灵敏度，而对乙醇、烟雾几乎不响应。

实施例6：

如图6所示，为根据图1所示实施例中通过温度传感器完成智能安防的流程图。温度传感器进行数据信息监测，信号处理模块完成对所述监测信息数据的初步处理并通过Zigbee网络发送至中央控制器，中央控制器接收并处理所述通过Zigbee网络传输的数据并判断是否达到报警条件，若达到则进行报警，没有达到则继续监测。本实施例中所述温度传感器安装在厨房等易发生火灾的地方，可与实施例4中所述烟雾传感器结合使用完成共同检测，避免误报。

实施例7：

如图7所示，是按照本发明的智能安防系统实现方法中煤气泄漏报警流程图。系统开始工作后，首先进行系统初始化，初始化完毕后系统可以进入两个可选的状态，包括待机状态和安防状态，当系统进入安防状态后会不断扫描接收到的数据，发现异常则判断异常情况，无异常则继续进行扫描。本实施例中，异常状况为煤气泄漏，当系统检测到该异常时会进行自动报警。

本实施例中所述报警方式包括三种：在stm32本地IO口实现本地报警，当中央控制器读取的数据标志发生异常情况时，就将与蜂鸣器连接的IO口置高电平，实现本地报警，这种方法是在家中有人时实现智能安防，优点是简单低功耗；利用stm32的串口和蓝牙模块将数据无线传送到手机等移动终端报警，中央处理器将数据通过串口用蓝牙传送到手机等移动终端，在上位机开发相应的软件实现报警；GSM/GPRS远程短信报警，当SIM300接收到主人手机AT短息命令后会唤醒中央控制系统，系统根据指令查询各模块的状态；而当中央控制器接收到传感器的信号判断有异常情况时，也通过SIM300向主人手机发送短消息，这种方法可以实现远程的监控，可以实时的监控家中的状况。

实施例8：

如图8所示，是按照本发明的智能安防系统实现方法中发生火灾或存在隐患报警流程图。系统开始工作后，首先进行系统初始化，初始化完毕后系统可以进入两个可选的状态，包括待机状态和安防状态，当系统进入安防状态后会不断扫描接收到的数据，发现异常则判断异常情况，无异常则继续进行扫描。本实施例中，异常状况为发生火灾或系统检测到隐患，当系统检测到该异常时会进行自动报警。

实施例9：

如图9所示，是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过发送短信报警的流程图。系统开始工作后，首先进行系统初始化，初始化完毕后系统可以进入两个可选的状态，包括待机状态和安防状态，当系统进入安防状态后会不断扫描接收到的数据，发现异常则判断异常情况，无异常则继续进行扫描。本实施例中的异常情况为系统遭到非法入侵，此时系统会发送一条短信至用户。

实施例10：

如图10所示，是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过触发报警器报警的流程图。系统开始工作后，首先进行系统初始化，初始化完毕后系统可以进入两个可选的状态，包括待机状态和安防状态，当系统进入安防状态后会不断扫描接收到的数据，发现异常则判断异常情况，无异常则继续进行扫描。在实施例9中系统发送短信的同时，进行报警。

实施例11：

如图11所示，是按照本发明的安防系统被非法入侵后通过摄像头进行视频影像记录的流程图。系统开始工作后，首先进行系统初始化，初始化完毕后系统可以进入两个可选的状态，包括待机状态和安防状态，当系统进入安防状态后会不断扫描接收到的数据，发现异常则判断异常情况，无异常则继续进行扫描。在实施例10的基础上，系统进一步开启摄像头，进行实时视频录像监控。

为了更好地理解本发明，以上结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以上实施例具有示例性而没有限制的含义。

Claims (10)

1.一种基于Zigbee组网的智能安防系统，所述系统包括中央控制器、电源复位模块、功能按键，其特征在于，所述系统进一步包括传感器模块、信号处理模块、Zigbee收发模块、USB摄像头、报警模块及GPS模块。

2.根据权利要求1所述的智能安防系统，其特征在于，所述传感器模块用于采集数据，所述信号处理模块用于完成对所述采集数据的初步处理。

3.根据权利要求2所述的智能安防系统，其特征在于，所述Zigbee收发模块将信号处理模块处理后的数据发送至中央控制器。

4.根据权利要求3所述的智能安防系统，其特征在于，所述中央控制器用于接收Zigbee模块发送的数据，并进行处理。

5.根据权利要求4所述的智能安防系统，其特征在于，所述中央控制器对数据进行处理后，发现异常则驱动报警模块进行报警。

6.根据权利要求2所述的智能安防系统，其特征在于，所述传感器模块包括红外对射传感器、门磁传感器、烟雾传感器、CO检测传感器、温湿传感器中至少一种。

7.根据权利要求6所述的智能安防系统，其特征在于，所述红外对射传感器和门磁传感器安装在门、窗处，用于防盗和/或非法进入。

8.根据权利要求6所述的智能安防系统，其特征在于，所述烟雾传感器和温度传感器安装在厨房和/或易发生火灾处，用于检测火灾的发生。

9.根据权利要求6所述的智能安防系统，其特征在于，所述CO检测传感器用于检测煤气泄漏。

10.一种基于Zigbee组网的智能安防系统实现方法，实施该方法的系统包括中央控制器、电源复位模块、功能按键，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

传感器模块采集数据，通过信号处理模块完成对所述采集数据的初步处理；

Zigbee收发模块将信号处理模块处理后的数据发送至中央控制器；

中央控制器接收Zigbee模块发送的数据，并进行处理；

所述中央控制器对数据进行处理后，发现异常则驱动报警模块进行报警。