基于ZigBee協議的紅外入侵檢測系統的設計
硬件節點的設計[3]是一個關鍵。其中,終端設備(無線紅外入侵檢測節點)與協調器結構類似,但是比協調器多一個入侵檢測單元。如圖2所示,紅外檢測節點由四部分構成:入侵檢測單元負責感知監控點的安全狀態,并通過AD轉換器發送給微控制器;微處理器部件負責協調節點各部分的工作,進行必要的處理、保存;無線通訊單元采用專用的ZigBee射頻芯片MRF24J40與其他節點交換數據;能量供應模塊為其他功能單元提供工作所必需的能源。

2.1 入侵檢測單元
如圖3所示,入侵檢測單元采用主動式紅外傳感電路,它的特點是誤報警率低。該單元包括紅外發射部分和紅外接收部分,發射部分采用交流方式激發,用NE555組建脈沖產生電路,并加上一對透鏡增強發射距離。接收部分采用PIN光二極管負責接收紅外光并由U2將接收的微弱信號作20 000倍放大,U3是電壓比較器,參考電壓是0.8V。當無物體入侵時,紅外線被光二極管正常接收、放大、整流,并在U3正輸入管腳產生一個高于參考值0.8V的電壓,此時Vout輸出為高電平。當有物體入侵時,將部分或完全遮住所發射的紅外光線,此時光二極管接收的信號大幅度減弱或消失,于是U3正輸入管腳產生的電壓將小于參考電壓,Vout輸出為低電平,此時將產生報警信號。

2.2 無線發射部分
Microchip公司的射頻芯片MRF24J40是一個針對ZigBee協議及專有無線協議的2.4GHz IEEE 802.15.4收發器,適用于要求低功耗和卓越射頻性能的射頻應用。 PIC 8位單片機具有獨特的RISC結構、數據總線和指令總線分離的哈佛總線(Harvard)結構,使指令具有單字長的特性,且允許指令碼的位數可多于8位。這與傳統的采用CISC結構的8位單片機相比可以達到2:1的代碼壓縮,速度提高4倍。基于上述特點,采用PIC 8位單片機和MRF24J40組成節點無線發射部分。














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