CN205621208U - 基于Arduino测距的远程安防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于Arduino测距的远程安防系统，它涉及远程安防领域。它包括一个主节点和若干子节点，主节点和子节点安置在室内离门或窗有一定距离的墙壁上；所述子节点包括Arduino单片机、Xbee模块、温湿度传感器、超声波传感器、红外热释电传感器；所述Arduino单片机分别连接Xbee模块、温湿度传感器、超声波传感器、红外热释电传感器；所述主节点包括子节点的所有模块和GSM模块，GSM模块也连接在Arduino单片机上。本实用新型实现安防系统的无线网络化，省去繁琐的布线过程，采用GSM传输技术，可以及时通知用户报警，实现安防信息的实时、远距离传输，方便用户使用。

Description

基于Arduino测距的远程安防系统

技术领域

本实用新型涉及远程安防领域，具体涉及基于Arduino测距的远程安防系统。

背景技术

目前，在防盗领域一般采用摄像头监控，虽然其可以取得一定的效果，但是其需要有工作人员一直在监控室内进行观察，对于普通用户其成本较高，不适合大规模推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、使用方便的、基于Arduino测距的远程安防系统，它可实现安防信息的实时、远距离传输，提高安防系统的安全性、可靠性和隐蔽性，方便用户使用。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用的技术方案为：它包括一个主节点和若干子节点；所述的主节点和子节点安置在室内离门或窗有一定距离的墙壁上；所述子节点包括Arduino单片机、Xbee模块、温湿度传感器、超声波传感器、红外热释电传感器，Arduino单片机分别连接Xbee模块、温湿度传感器、超声波传感器、红外热释电传感器；所述主节点包括子节点的所有模块和GSM模块，GSM模块也连接在Arduino单片机上。

进一步的，所述Arduino单片机使用Nano，主控芯片Atmega328P，14个数字输入/输出端口，8个模拟输入端口，用于控制各个模块。

进一步的，所述Xbee模块使用S2 2mW，是采用ZigBee技术的无线模块，此模块采用802.15.4协议栈，通过串口与单片机等设备进行通信，支持点对点通信以及点对多点网络，使用方便，其与Arduino的数字IO口连接，用于实现主节点与子节点、子节点与子节点之间的通信。

进一步的，所述温湿度传感器使用DHT22，其为数字温湿度传感器，使用方便，价格低廉，数据精准，与Arduino的数字IO口连接，用于获取当前环境温湿度，以计算出当前环境下声波在空气中的传播速度。

进一步的，所述超声波传感器使用HC-SR04，其价格低廉，性能稳定，测度距离精确，与Arduino的数字IO口连接，用于获取超声波来回花费的时间，结合声波的传播速度，即可计算出所测得的距离。

进一步的，所述红外热释电传感器使用HC-SR501，其价格低廉，灵敏度高，可靠性强，与Arduino的数字IO口连接，用于监测是否有人进入其感应范围。

进一步的，所述GSM模块使用SIM900A，高性能工业级模块，工作频段：GSM900/1800MHz，与Arduino的数字IO口连接，用于实现发送短信的功能。

本实用新型有益效果为：它丰富了Arduino的应用，采用多节点的安装方式，实现安防系统的无线网络化，各节点根据实时测得的温湿度对超声波速进行补偿，以实现更精确的测距，当任一节点测得的距离小于某一阈值（如0.5米），且红外热释电传感器检测到有人进入其感应区域时，即判定有不明人士意欲闯入，主节点的GSM模块发送短信至用户的手机上，实现异常报警。

附图说明

图1为本实用新型的逻辑结构图；

图2为本实用新型的主节点电路图；

图3为本实用新型的子节点电路图。

附图标记说明：主节点1、子节点2、Arduino单片机3、Xbee模块4、温湿度传感器5、超声波传感器6、红外热释电传感器7、GSM模块8。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包括主节点1、子节点2；所述主节点1包括Arduino单片机3、Xbee模块4、温湿度传感器5、超声波传感器6、红外热释电传感器7、GSM模块8；所述子节点2包括Arduino单片机3、Xbee模块4、温湿度传感器5、超声波传感器6、红外热释电传感器7。

所述Arduino单片机3作为整个系统的主控，对其他模块进行运算及控制；所述Xbee模块4是采用ZigBee技术的无线模块，采用802.15.4协议栈，通过串口与单片机等设备间进行通信，支持点对点通信以及点对多点网络，能够非常快速地实现将设备接入到ZigBee网络的目的，主节点1与子节点2、子节点2与子节点2之间即通过Xbee模块4通信。

所述温湿度传感器5实时测得当前环境温湿度，并将数据发送给Arduino单片机3，计算出当前环境下声波在空气中的传播速度v；所述超声波传感器6接收Arduino单片机3输出的控制信号，定时对模块正前方发射超声波并检测返回的信号，计算出期间花费的时间t，传回Arduino单片机3，由后者计算出障碍物的距离d，公式：d=v*t/2。

所述红外热释电传感器7是基于红外线技术的自动控制模块，采用菲涅尔光学透镜，灵敏度高，可靠性强，可以监测是否有人进入其感应范围；所述GSM模块8可以实现电话语音、SMS（短信、彩信）、GPRS数据传输功能（支持透传模式、域名解析和IP模式），还具有DTMF解码（可以识别对方按键）和TTS（本地语音播报）。

如图2-图3所示，Arduino单片机3与Xbee模块4相连接，通过Xbee模块4实现主节点1与子节点2、子节点2与子节点2之间的通信；Arduino单片机3与温湿度传感器5相连接，通过测得温湿度，得到当前环境下声波在空气中的传播速度；Arduino单片机3与超声波传感器6相连接，控制超声波传感器6发出超声波，然后接收后者的经过温湿度双补偿后的测距数据；Arduino单片机3与红外热释电传感器7相连接，监测是否有人进入其感应范围，作为超声波测距的辅助判断手段；Arduino单片机3与GSM模块8相连接，当任一节点测得的距离小于某一阈值（如0.5米），且红外热释电传感器7检测到有人进入其感应区域时有人时，即判定有不明人士意欲闯入，GSM模块8发送短信至用户的手机，实现异常报警。

本具体实施方式通过超声波测距和红外感应双重标准判断是否有不明人士意欲闯入，准确可靠，实现安防系统的无线网络化，省去繁琐的布线过程，采用GSM传输技术，可以及时通知用户报警，实现安防信息的实时、远距离传输，方便用户使用，极具实用价值，具有巨大的市场潜力和经济效益。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于包括一个主节点(1)和子节点(2)；所述的主节点(1)和子节点(2)安置在室内墙壁上；所述子节点(2)包括Arduino单片机(3)、Xbee模块(4)、温湿度传感器(5)、超声波传感器(6)、红外热释电传感器(7)，Arduino单片机(3)分别连接Xbee模块(4)、温湿度传感器(5)、超声波传感器(6)、红外热释电传感器(7)；所述主节点(1)包括子节点(2)的所有模块和GSM模块(8)，GSM模块(8)也连接在Arduino单片机(3)上。

2.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述Arduino单片机(3)使用Nano，主控芯片Atmega328P，14个数字输入/输出端口，8个模拟输入端口。

3.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述Xbee模块(4)使用S2 2mW，是采用ZigBee技术的无线模块，与Arduino单片机(3)的数字IO口连接。

4.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述温湿度传感器(5)使用DHT22，为数字温湿度传感器，与Arduino单片机(3)的数字IO口连接。

5.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述超声波传感器(6)使用HC-SR04，与Arduino单片机(3)的数字IO口连接。

6.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述红外热释电传感器(7)使用HC-SR501，与Arduino单片机(3)的数字IO口连接。

7.根据权利要求1所述的基于Arduino测距的远程安防系统，其特征在于所述GSM模块(8)的工作频段：GSM900/1800MHz，与Arduino单片机(3)的数字IO口连接。