劉恒祥

（陜西郵電職業(yè)技術學院　陜西　咸陽　712000）

基于AT89C2051和RFID的封閉式大型倉儲安全系統(tǒng)設計研究

劉恒祥

（陜西郵電職業(yè)技術學院陜西咸陽712000）

通過研究發(fā)現(xiàn)解決封閉式大型倉儲安全問題的重點在于做好防盜和防火災兩項工作。著眼解決好防盜和防火問題，研究設計了運用RFID身份認證技術督促倉儲安保人員落實巡查制度，綜合運用無線傳輸、視頻監(jiān)控、煙霧傳感、紅外探測和聲音報警等多項安防技術為一體的封閉式大型倉儲安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了多種成熟的探測技術、傳感技術、傳輸技術，系統(tǒng)成本較低，技術難度較小，通用性強，具有較強的經(jīng)濟價值和實用價值。

倉儲安全；單片機；RFID；ZLG500B；nRF24L01

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，封閉式大型倉儲日益發(fā)揮出巨大的作用。與此同時，封閉式大型倉儲安全問題也日益受到人們的關注。從有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，封閉式大型倉儲安全主要來自兩方面威脅：一是盜竊，二是火災［1-6］。因此，要保證封閉式大型倉儲安全，從防盜來看，一是要加強倉儲安保人員責任心，落實好巡查制度；二是要完善倉儲安全防范設施，使之具備多方式全天候防盜監(jiān)控功能。從防火災來看，主要是要實現(xiàn)火情發(fā)現(xiàn)與報警措施。鑒于此，研究提出了一種采用AT89C2051和RFID為主，綜合運用多種安防技術為一體的封閉式大型倉儲安全系統(tǒng)。

1　系統(tǒng)結構

該系統(tǒng)主要由安防監(jiān)控中心（上位機）和前置監(jiān)控（下位機）構成。在前置監(jiān)控中，RFID識別單元完成倉儲安保人員巡查考勤功能；視頻監(jiān)控單元、煙霧傳感器、紅外探測單元、聲音報警單元實現(xiàn)防火防盜綜合預警功能；遠程傳輸單元主要完成監(jiān)控信息的上傳功能。安防監(jiān)控中心主要完成遠程配置前置監(jiān)控；接收前置監(jiān)控傳回的巡查考勤數(shù)據(jù)和其他安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)庫方便日后回調(diào)［7-10］。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)結構框圖

2　系統(tǒng)運行

2.1系統(tǒng)初始化

設置兩種方式進行系統(tǒng)初始化。一是安防監(jiān)控中心發(fā)布系統(tǒng)初始化命令，通過遠程傳輸單元傳輸給前置監(jiān)控主控芯片；另一種是系統(tǒng)管理員現(xiàn)場對前置監(jiān)控進行初始化操作。接收到系統(tǒng)初始化命令后，前置監(jiān)控主控芯片對RFID識別單元、視頻監(jiān)控單元、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器、遠紅外火焰?zhèn)鞲衅?、震動傳感器、聲響傳感器以及聲音報警單元進行自檢，收到工作正常信號后，設置各監(jiān)控單元為布防狀態(tài)，系統(tǒng)開始運行［11］。

2.2巡查考勤

當熱釋紅外監(jiān)控單元發(fā)現(xiàn)有人員接近時，啟動視頻監(jiān)控單元，開始拍攝現(xiàn)場錄像。同時遠程傳輸單元傳輸現(xiàn)場圖像，并向安防監(jiān)控中心發(fā)出警報信號。如果是倉儲安保人員巡查，一旦進入前置監(jiān)控工作范圍內(nèi)，首先安保人員需要通過RFID讀寫設備驗證身份，此時前置監(jiān)控通過遠程傳輸單元將將巡查人員身份信息和視頻監(jiān)控圖像傳回安防監(jiān)控中心，實現(xiàn)考勤功能［12］。

2.3盜情火情預警

在系統(tǒng)工作中，由熱釋紅外監(jiān)控、震動傳感器、聲響傳感器實現(xiàn)對非法侵入的預警，由煙霧傳感器、遠紅外火焰?zhèn)鞲衅鲗崿F(xiàn)對火災的預警，一旦發(fā)生盜情或者火情，立即發(fā)出聲音報警，同時遠程傳輸單元向安防監(jiān)控中心發(fā)出報警信息。

3　系統(tǒng)主要硬件選擇及電路設計

3.1ZLG500B讀寫模塊

ZLG500B讀卡模塊采用超小型、超大規(guī)模集成電路封裝，集成了PCB天線，提供了一個UART接口（CMOS電平），可受控于上位機微處理器。頻率13.56 MHz，支持MIFARE系列無線智能卡，可以較好地滿足系統(tǒng)需要［13-14］。電路設計原理圖如圖2所示。

3.2無線傳輸單元

選擇nRF24L01無線收發(fā)芯片。該芯片具有成本低、可靠性高、外圍設計簡單的優(yōu)點。該芯片工作電壓范圍為1.9～3.6 V，超過將燒毀芯片，推薦電壓為3.3 V。因此，在電路設計中需要穩(wěn)壓電路，在此選用AMS1117—3.3作為穩(wěn)壓芯片［15］。電路設計原理圖如圖3所示。

圖2　ZLG500B讀卡模塊電路設計原理圖

圖3　nRF24L01無線收發(fā)芯片電路設計原理圖

3.3煙霧傳感器

選用MQ-2。它適用于液化氣、丁烷、丙烷、酒精、煙霧等的探測。其探側(cè)范圍300～10 000 pprnm；響應時間≦10 s。MQ-2為模擬信號輸出，因此需要將輸出信號連接到ADC0832轉(zhuǎn)換的ch0通道完成A/D轉(zhuǎn)換。電路設計原理圖如圖4所示。

圖4　煙霧傳感器電路設計原理圖

3.4紅外傳感器

系統(tǒng)中每個前置監(jiān)控設置2路紅外傳感器，其中一路為熱釋紅外監(jiān)控，調(diào)節(jié)其波長為人身紅外輻射波段，實現(xiàn)對人員的監(jiān)控；另一路為遠紅外火焰?zhèn)鞲衅?，主要用來探測火源或其他一些波長在760～1100納米范圍內(nèi)的熱源，探測角度60度，工作溫度為-25～85℃。電路設計原理圖如圖5所示。

圖5　遠紅外火焰?zhèn)鞲衅麟娐吩O計原理圖

4　結束語

做好封閉式大型倉儲安全工作，關鍵在于抓住影響其安全的主要問題。研究發(fā)現(xiàn)主要應解決好安全巡查與防盜防火等問題?；诖?，研究設計了綜合利用RFID識別技術、視頻監(jiān)控技術、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器、遠紅外火焰?zhèn)鞲衅?、震動傳感器、聲響傳感器等傳感技術對封閉式大型倉儲進行系統(tǒng)安全布控，可以有效地解決其安全問題。該系統(tǒng)的優(yōu)點在于融合多種成熟的探測技術、傳感技術、傳輸技術，系統(tǒng)成本較低，技術難度較小，通用性強，具有較強的經(jīng)濟價值和實用價值。

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The design and research of enclosed storage security system based on AT89C2051 and RFID

LIU Heng-xiang
（Shaanxi Post and Telecommunication College，Xianyang 712000，China）

We found that the key to solve the problem of enclosed storage security lies in two for anti-theft and fire prevention work.In order to solute of guard against theft and fire prevention，we design using RFID authentication technology supervise warehouse security personnel to carry out the patrol system，the integrated use of wireless transmission，video monitoring，smoke sensor，the infrared detection and voice alarm and so on many security technology as one of the enclosed storage security system.This system combines several mature detection technology、sensor technology、transmission technology.It has low system cost and smaller technical difficulty and strong commonality and strong economic value and practical value.

storage security；MCU；RFID；ZLG500B；nRF24L01

TN791

A

1674－6236（2016）16-0171-03

2015-12-02稿件編號：201512019

陜西省教育廳專項科研計劃項目（14JK2024）

劉恒祥（1982—），男，山東煙臺人，碩士，講師。研究方向:軟件系統(tǒng)設計，計算機通信。