无线防盗系统的开发与设计

　　摘要：现今，公共场合物品频频丢失，监测物品是否处于安全范围就变得非常重要。基于无线定位的防盗系统是一种防止物品被盗行之有效的方法。本文研究了基于RSSI(节点接收信号强度)的无线测距原理，实现了一种基于ZigBee的无线防盗系统，实验验证了该系统的可行性，与传统的有线传输方式相比，它具有设计灵活、施工简易、布线成本低等优点。

　　引言

　　现如今，随身物品频频丢失，造成财产损失，对人们日常生活造成严重的影响。当物品超出相对安全的范围时，若使用者及时得到提醒，就会避免不必要的损失。因此，对物品是否在安全范围的监测，即防盗监测系统的研究具有较高的现实意义。

　　有线方式通讯可靠、抗干扰能力强、器件成本低，适用于新建且可以在墙壁内预留连接线的建筑物，但是其具有机动性差、不便适应用户及产品的多变要求，对预留连接线的维护及更换难度高、费用大的缺点。无线方式可避免探头与主机之间的连接线，降低了现场施工、维护成本。它具有灵活、施工简易、布线成本低等优点。

　　以短程无线通信为基础，通过实时监控各无线模块来判断物品是否处于相对安全范围内，若物品超出范围时，则接收终端发出震动警报，提醒拥有者了解该物品目前处于“危险”状态。

　　随着无线通信技术的发展，出现了红外、蓝牙、射频识别、ZigBee等相关技术，ZigBee技术具有低功耗、低成本、高通信率等优点^[1]，使得 ZigBee技术成为当今无线通信技术的研究热点。

　　本文结合ZigBee网络技术、嵌入式技术、开发了一套无线定位系统。本系统采用无线传输和IEEE802.15.4短程无线通信协议，整个系统采用模块化，设计成本较低，可实现一对一或者一对多个节点的无线设备的通信与定位。无线定位系统对于提高物品的安全监测起到了重要的作用。

　　1 无线防盗系统设计

　　本文设计的无线防盗系统包括ZigBee终端节点、ZigBee网络协调器(即报警主机)与PC三个部分组成，如图1所示。终端节点由无线发射器CC2530模块、3.7V锂电源组成。报警主机由无线收发CC2530模块、数据处理模块组成。

　　如图1所示，首先，总机向终端发送请求定位信息，然后，终端节点发射自身的RSSI值，最后，网络协调器根据接收的RSSI值计算该节点的距离。网络协调器通过串口将终端节点的网络ID号，RSSI值和定位距离显示在PC机上。

　　1.1 ZigBee定位系统结构

　　ZigBee是基于IEEE标准的802.15.4无线标准研制开发的^[2]。本系统采用ZigBee树形结构，利用ZigBee的定位系统包括网关节点、参考节点和定位节点^[3]，如图2所示。