(海軍特勤療養(yǎng)中心，山東 青島 266071)

0 引言

隨著我國(guó)老齡化日益嚴(yán)重，療養(yǎng)院、養(yǎng)老院等養(yǎng)老服務(wù)機(jī)構(gòu)越來(lái)越受到人們的青睞。然而，療養(yǎng)院等機(jī)構(gòu)的現(xiàn)代化水平仍于人們的需求有較大差距[1]。特別是信息化、智能化方面，需要此類機(jī)構(gòu)配備相適應(yīng)的智能化管理系統(tǒng)[2]。智能系統(tǒng)平臺(tái)集成或控制各種智能安全防護(hù)設(shè)備，使得智能設(shè)備在統(tǒng)一平臺(tái)下進(jìn)行管理和運(yùn)維。智能系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)硬件、軟件的支持實(shí)現(xiàn)了智能安全防護(hù)設(shè)備終端設(shè)備的管理，以及對(duì)住宅的監(jiān)控和狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，將數(shù)據(jù)記錄通過(guò)軟件保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中[3]。

設(shè)計(jì)了基于ZigBee協(xié)議無(wú)線連接通信技術(shù)，使控制核心與檢測(cè)火災(zāi)、有害氣體和入侵檢測(cè)的硬件設(shè)備之間通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)連接在一起進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，軟件系統(tǒng)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理和判定[4-5]。這套智能安全系統(tǒng)以STC89C52芯片為控制器核心，控制其他相關(guān)的硬件設(shè)備。系統(tǒng)可靠性高，體積小，能夠?qū)馂?zāi)、有害氣體和非法入侵監(jiān)聽(tīng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警，控制智能安全防護(hù)設(shè)備設(shè)備做出妥當(dāng)處理，適用于療養(yǎng)院等機(jī)構(gòu)。

1 療養(yǎng)院安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ZigBee為基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)而來(lái)的低功耗協(xié)議[6-7]。ZigBee除本身自帶優(yōu)勢(shì)外，還可以用戶根據(jù)自己的需要，設(shè)置多個(gè)安全級(jí)別。嵌入式技術(shù)也是ZigBee優(yōu)于其他無(wú)線設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，可以集成多種嵌入式設(shè)備，使設(shè)備之間互聯(lián)互通。因此，在我國(guó)智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用[8]。

智能安全防護(hù)設(shè)備安防系統(tǒng)采用模塊化的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，主要功能包括了火災(zāi)檢測(cè)、煤氣泄漏等有害氣體的檢測(cè)、入侵檢測(cè)和報(bào)警功能，如圖1所示。

圖1 智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)的功能組成

在智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，以STC89C52為該系統(tǒng)的主控核心芯片，選用溫濕度傳感器DHT11實(shí)現(xiàn)室內(nèi)火災(zāi)氣體檢測(cè)，MQ-2型煙霧傳感器用于有害氣體檢測(cè)硬件實(shí)現(xiàn)、HC-SR501紅外傳感器用于入侵檢測(cè)的硬件實(shí)現(xiàn)，CC2530芯片用于實(shí)現(xiàn)ZigBee技術(shù)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，無(wú)線連接不同的硬件設(shè)備，使之通信，12864LCD液晶顯示器顯示從傳感器中檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息，報(bào)警模塊警示居住人潛在的危險(xiǎn)信號(hào)。智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 STC89C52芯片

STC89C52芯片作為系統(tǒng)的主控模塊，當(dāng)檢測(cè)到其他硬件傳輸過(guò)來(lái)的異常數(shù)據(jù)，就產(chǎn)生一個(gè)危險(xiǎn)信號(hào)，向蜂鳴器發(fā)出報(bào)警指令，控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示并警告居住人有危害生命財(cái)產(chǎn)安全的事情發(fā)生，共同輔助其他模塊電路進(jìn)行緊急處理[9-10]。STC89C52芯片可降至0 Hz的靜態(tài)邏輯操作，提供2種節(jié)電模式[11]。

2.2 DHT11溫濕度傳感器

型號(hào)為DHT11溫濕度傳感器在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較廣，其濕度為30～80%RH，溫度 10～45 ℃范圍內(nèi)傳感器具有較高的分辨率[12]。DHT11可以將溫度、濕度的信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行信號(hào)的采樣比鞥轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)基于ZigBee技術(shù)與控制器無(wú)線通信，將數(shù)字信號(hào)提供給STC89C52芯片進(jìn)行分析處理，從而達(dá)到對(duì)火災(zāi)的檢測(cè)效果[13]。

DHT11溫濕傳感器使用單行4個(gè)引腳，引腳1用于電源，引腳2用于數(shù)據(jù)端口，單線雙向傳輸，引腳3留空，引腳4用于接地，可以直接連接到I/O CC2530端口，其正常工作時(shí)可以測(cè)量的溫度范圍是0～50 ℃，考慮島室內(nèi)正常溫度不會(huì)超過(guò)40 ℃，因此將檢測(cè)到大于40 ℃的情況定義為火災(zāi)發(fā)生危害。為了獲得更精確的檢測(cè)結(jié)果，在數(shù)據(jù)端和電源之間連接一個(gè)4.7 kΩ上拉電阻，且連接線的長(zhǎng)度小于20 m。值得注意的是，如果DHT11溫濕傳感器沒(méi)有接受到主控芯片發(fā)送的開(kāi)始信號(hào)，是不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度的采集，在采集的過(guò)程中，DHT11處于高速模式，空閑狀態(tài)處于低功耗模式，所以在使用的時(shí)候必須周期性地通過(guò)主控芯片對(duì)傳感器發(fā)送采集數(shù)據(jù)命令。具體的DHT11電路圖如圖3所示。

圖3 DHT11溫濕度傳感器電路圖

2.3 MQ-2型煙霧傳感器

MQ-2型煙霧傳感器煤氣、液化石油氣等有毒有害煙霧的檢測(cè)具有很高的靈敏度，尤其是對(duì)烷類煙霧最為敏感，其良好的抗干好性，可以準(zhǔn)確排除有刺激性而非可燃性煙霧的干擾[14-15]；而且MQ-2型煙霧傳感器具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，相應(yīng)時(shí)間短，能適應(yīng)繁重的長(zhǎng)時(shí)間有害氣體的檢測(cè)任務(wù)，使得智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)具有較好的安全性能[16]。MQ-2型煙霧傳感器對(duì)可燃、有害氣體的檢測(cè)相當(dāng)靈敏，本系統(tǒng)設(shè)置的氣體檢測(cè)閾值為300ppm，將電壓的變化作為有害氣體濃度的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

當(dāng)室內(nèi)有害氣體煙霧濃度高于預(yù)設(shè)閾值對(duì)應(yīng)電壓時(shí)，U1A輸出低電平(0 V)，LED燈報(bào)警；否則，U1A輸出高電平(VCC)，LED熄滅。該模塊的電路圖如圖4所示。

圖4 MQ-2型煙霧傳感器示意圖

2.4 HC-SR501紅外傳感器

HC-SR501 PIR傳感器的最初用途是檢測(cè)模塊前面的人體運(yùn)動(dòng)。傳感器有2種觸發(fā)模式，即重復(fù)觸發(fā)模式和不重復(fù)觸發(fā)模式，通過(guò)改變跳線帽位置。在非重復(fù)觸發(fā)模式下，如果傳感器模塊的輸出電壓保持高電壓，即使檢測(cè)到其他人的運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)再次觸發(fā)。在重復(fù)觸發(fā)模式中，當(dāng)在延遲時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到第二個(gè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，將重新計(jì)算輸出延遲。智能對(duì)象中的傳感器模塊在重復(fù)觸發(fā)模型中工作。HC-SR501的延遲時(shí)間和檢測(cè)范圍可調(diào)。為了開(kāi)發(fā)HC-SR501能耗模型，對(duì)輸出高和輸出低狀態(tài)下的電流值進(jìn)行了分析。HC-SR501紅外傳感器的最遠(yuǎn)探測(cè)距離受到環(huán)境的影響，本文中最遠(yuǎn)的探測(cè)距離達(dá)到了6m，在有效范圍內(nèi)檢測(cè)到人的時(shí)候，會(huì)輸出一個(gè)高電平作為檢測(cè)信號(hào)，其工作原理如圖5所示。

圖5 紅外傳感器工作原理

2.5 CC2530協(xié)調(diào)器

CC2530是一種片上系統(tǒng)(SOC)，可以在ZigBee中使用，實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)采用基于802.15.4 IEEE無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議棧(Z-Stack)[19]。在通信過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)拿恳粠瑪?shù)據(jù)都攜帶RSSI信息。CC2530有一個(gè)內(nèi)置的接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)，該值為有符號(hào)8位2的補(bǔ)碼格式。從接收到的CC2530的MAC幀中讀取rssi-val寄存器的值。CC2530可以用于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)解決方案。它不僅保證了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)異性能，還集成了性能良好的RF核心和運(yùn)算功能強(qiáng)大的CPU，保證對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)值運(yùn)算和信號(hào)處理的強(qiáng)大計(jì)算能力，是搭建ZigBee無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)第一個(gè)快速建立起來(lái)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

2.6 ZigBee網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)[20]

ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低速率、大容量、低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有低功耗、延時(shí)短、成本低、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)，需要使用ZigBee技術(shù)搭建連接各種檢測(cè)設(shè)備的硬件的無(wú)線局域網(wǎng)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在著兩種功能型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，由3種類型的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以組成三種類型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以分為：協(xié)調(diào)器，路由器和終端設(shè)備，本文采用CC2530協(xié)調(diào)器作為無(wú)線局域網(wǎng)的協(xié)調(diào)器，主要負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)；路由器負(fù)責(zé)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)中的報(bào)文信息進(jìn)行路由傳輸；終端設(shè)備是具有加入、推出無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)功能的硬件設(shè)備，并且可以接受和分發(fā)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，不允許在終端設(shè)備上進(jìn)行報(bào)文的路由轉(zhuǎn)發(fā)。由于本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)只涉及到室內(nèi)封閉環(huán)境的無(wú)線組網(wǎng)，無(wú)需使用路由功能。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為：星型網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和樹(shù)形網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，本文采用的是樹(shù)形網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組織協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作模式分為信標(biāo)模式和非信標(biāo)模式，在信標(biāo)模式下，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中所有的設(shè)備的同步工作與休眠，節(jié)省用電；在非信標(biāo)模式下，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備周期性進(jìn)入休眠模式，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和路由器長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，由于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，需要采用信標(biāo)模式對(duì)協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備進(jìn)行組織和管理。

經(jīng)過(guò)論證，在ZigBee網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)階段，采用CC2530協(xié)調(diào)器作為ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，在各種檢測(cè)硬件設(shè)備的終端上植入ZigBee模塊(NRF24L01模塊和GSM短消息模塊)，在控制器段也需植入ZigBee模塊(植入ZigBee模塊的硬件設(shè)備可以稱為是一個(gè)ZigBee終端設(shè)備或是路由器設(shè)備)，然后將這些設(shè)備與基于CC2530芯片作為協(xié)調(diào)器的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，組網(wǎng)進(jìn)行各個(gè)設(shè)備的通訊。在ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中組網(wǎng)的流程圖如圖6所示。

圖6 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)流程圖

ZigBee技術(shù)的無(wú)線局域網(wǎng)組網(wǎng)過(guò)程如下：當(dāng)一個(gè)設(shè)備被激活后，首先掃描信道是否存在能量，檢測(cè)可能存在的干擾，按照能量排序信道；然后選擇一個(gè)最佳的信道作為當(dāng)前的工作信道，一般情況下，第一個(gè)建立起來(lái)的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就是協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，然后需要確定設(shè)備自身的16位網(wǎng)絡(luò)地址、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的PAN標(biāo)識(shí)符(PANID號(hào)，信道的唯一標(biāo)識(shí))、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋮?shù)等信息；最后各項(xiàng)參數(shù)配置完成后，協(xié)調(diào)器就可以允許其他的節(jié)點(diǎn)設(shè)備加入該ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。ZigBee使用了3個(gè)頻段，定義了27個(gè)物理信道，本系統(tǒng)使用的是2.4 GHZ頻段附近定義的5個(gè)信道，信道間隔為5 MHZ，數(shù)據(jù)的傳輸速率可達(dá)250 kb/s，系統(tǒng)在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采用的是IEEE 802.15.4協(xié)議。

2.7 報(bào)警模塊

在報(bào)警模塊中，當(dāng)主控模塊監(jiān)測(cè)到危險(xiǎn)的信號(hào)時(shí)，微控制器向報(bào)警模塊發(fā)送低電平信號(hào)，蜂鳴器在確認(rèn)后發(fā)送報(bào)警信號(hào)，通知用戶室內(nèi)煙霧濃度超過(guò)正常濃度或非法侵入，以防止事故的發(fā)生，保證居住人的生命財(cái)產(chǎn)安全；當(dāng)溫濕度的值異常時(shí)，也會(huì)引起警報(bào)系統(tǒng)，產(chǎn)生報(bào)警。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

總體上看，本智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)的軟件部分主要由檢測(cè)、控制和報(bào)警三部分組成，這些都是基于單片機(jī)的編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其主要的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示，本節(jié)主要介紹系統(tǒng)的軟件流程設(shè)計(jì)。

在系統(tǒng)進(jìn)行初始化時(shí)，首先搭建一個(gè)基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將DHT11、MQ-2、HC-SR501傳感器設(shè)備通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)連接起來(lái)；然后系統(tǒng)中的傳感器開(kāi)始工作，周期性地向溫濕傳感器發(fā)送激活信號(hào)，不斷地檢測(cè)家庭中的溫度和濕度，將收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給STC89C52單片機(jī)主控模塊進(jìn)行處理，并顯示溫濕度；值得注意的是：有害氣體和入侵檢測(cè)的硬件可以實(shí)時(shí)自主工作，無(wú)需周期性發(fā)送激活信號(hào)。當(dāng)主控模塊檢測(cè)的指標(biāo)超過(guò)正常設(shè)置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)做出報(bào)警，提醒居住人進(jìn)行緊急情況的處理。如果紅外傳感器檢測(cè)到非法入侵，報(bào)警器也會(huì)被激活，產(chǎn)生報(bào)警。智能安防系統(tǒng)的軟件流程圖如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)軟件流程圖

在主控模塊的編程上，操作系統(tǒng)是基于Windows7，采用模塊化的思想進(jìn)行C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)STC89C52單片機(jī)接受到的傳感器數(shù)據(jù)解碼和處理，對(duì)于DHT11火災(zāi)檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)閾值設(shè)置為40 ℃，一旦高于這個(gè)溫度，則判定為高溫，表明發(fā)生了火災(zāi)；MQ-2型煙霧傳感器的濃度閾值設(shè)置為300 ppm，當(dāng)監(jiān)測(cè)到MQ-2型設(shè)備的電壓降低時(shí)，證明環(huán)境中的有害氣體高于300 ppm，就觸發(fā)報(bào)警；對(duì)于HC-SR501紅外傳感器，對(duì)于6 m以內(nèi)的范圍，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有效范圍內(nèi)的入侵時(shí)，HC-SR501紅外傳感器輸出的高電平將會(huì)被主控模塊監(jiān)測(cè)到，從而產(chǎn)生報(bào)警。

4 系統(tǒng)測(cè)試

整個(gè)智能安防系統(tǒng)以STC89C52型微處理器為核心控制。信息采集模塊由紅外傳感器、振動(dòng)傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、溫濕度傳感器組成?；赯igBee技術(shù)的無(wú)線通信模塊主要包括NRF24L01模塊和GSM短消息模塊。主機(jī)和從機(jī)通過(guò)無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)信息交換。GSM模塊與主機(jī)相連，構(gòu)成智能安全防護(hù)設(shè)備安防系統(tǒng)，具有防盜、防火、室內(nèi)多點(diǎn)布防、遠(yuǎn)程報(bào)警等功能。系統(tǒng)啟動(dòng)后，傳感器采集的室內(nèi)溫度和濕度將顯示在12864 LCD液晶顯示器上。同時(shí)，傳感器檢測(cè)有害氣體(包括煙霧、可燃?xì)怏w等)、火災(zāi)和陌生人非法入侵信號(hào)，如果這些值超過(guò)閾值，將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行后處理，單片機(jī)根據(jù)不同情況進(jìn)行報(bào)警。單片機(jī)的使用使得該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、功能穩(wěn)定、成本低、功耗低、實(shí)用價(jià)值高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

4.1 溫濕度傳感器模塊測(cè)試

測(cè)試結(jié)果與設(shè)定的溫度閾值有關(guān)，為保證設(shè)計(jì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，將所設(shè)計(jì)的智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)與檢測(cè)合格的數(shù)字溫度表在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)踐行環(huán)境測(cè)試，測(cè)試的結(jié)果如表1所示。

表1 溫度測(cè)試

在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，12864 LCD模塊會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前住宅區(qū)環(huán)境下的溫濕度信息，給居住人提供準(zhǔn)確的數(shù)字參考信息，具體的信息如圖8所示。

圖8 12864LCD顯示當(dāng)前住宅區(qū)的溫濕度信息

4.2 煙霧傳感器模塊測(cè)試

針對(duì)MQ-2型煙霧傳感器模塊，采用燃燒紙法對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的煙度傳感器進(jìn)行檢測(cè)。在四種不同的距離上進(jìn)行檢驗(yàn)，然后根據(jù)不同的數(shù)據(jù)得到統(tǒng)計(jì)時(shí)間。其靈敏度特性如圖9所示。從圖9可以看出，MQ-2型煙霧傳感器模塊對(duì)不同的氣體敏感度不一樣?？蓮V泛應(yīng)用于家庭和工業(yè)氣體泄漏檢測(cè)設(shè)備中。

圖9 MQ-2型煙霧傳感器的靈敏度特性

為了保證MQ-2型煙霧傳感器模塊在實(shí)際煙霧環(huán)境下的準(zhǔn)確效率，測(cè)試實(shí)驗(yàn)額外使用煙霧源靠近煙霧傳感器，測(cè)得的煙霧濃度值為1 600 ppm，遠(yuǎn)高于設(shè)置在主控模塊中的閾值，達(dá)到了需要報(bào)警的要求，此時(shí)黃色的LED燈亮起，蜂鳴器發(fā)出滴滴聲報(bào)警。

4.3 紅外傳感模塊測(cè)試

在實(shí)驗(yàn)允許的條件下，分別測(cè)試了HC-SR501紅外傳感器在不同場(chǎng)合下感應(yīng)人體紅外的最大距離，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得知，在室內(nèi)環(huán)境下，紅外感應(yīng)模塊可以在2 m的范圍內(nèi)感應(yīng)到人體輻射出的紅外線，探測(cè)到人體，從而產(chǎn)生報(bào)警；在5 m的范圍內(nèi)，當(dāng)人體左右移動(dòng)的時(shí)候，都可以檢測(cè)到人體輻射出的紅外線，產(chǎn)生報(bào)警，所以室內(nèi)檢測(cè)的最大距離為5 m。在室外測(cè)試環(huán)境中，由于無(wú)障礙物的干擾，增大了紅外傳感模塊的探測(cè)距離，最遠(yuǎn)檢測(cè)距離可達(dá)6 m，監(jiān)控較為靈敏，滿足智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)的需求。

4.4 實(shí)驗(yàn)小結(jié)

通過(guò)對(duì)智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)模塊的火災(zāi)檢測(cè)、有害氣體檢測(cè)和入侵檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)可以得知，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)能夠滿足探測(cè)火災(zāi)、有害氣體和非法入侵的需求，靈敏度較高，能準(zhǔn)備地檢測(cè)災(zāi)害的發(fā)生，產(chǎn)生報(bào)警，提醒居住人排除安全隱患，保障居住人的生命財(cái)產(chǎn)安全，是現(xiàn)代化居家必備的系統(tǒng)之一；本系統(tǒng)使用基于ZigBee技術(shù)搭建的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能很好地將這些傳感設(shè)備與主控設(shè)備連接起來(lái)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，延時(shí)較低，使一個(gè)主控設(shè)備可以同時(shí)控制多個(gè)傳感設(shè)備，在保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的同時(shí)，增加了系統(tǒng)的魯棒性，克服了傳統(tǒng)的有限網(wǎng)絡(luò)接線復(fù)雜、布局不美觀的弊端。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一款智能安全防護(hù)設(shè)備安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于ZigBee技術(shù)搭建了一套無(wú)線局域網(wǎng)，使得主控設(shè)備與多個(gè)智能終端感知設(shè)備處于同一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)中，主控設(shè)備能實(shí)時(shí)處理終端設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的傳感數(shù)據(jù)，從而檢測(cè)火災(zāi)、有害氣體和陌生人非法入侵，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，在智能家電多樣化發(fā)展的今天，將會(huì)有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，其潛力有待進(jìn)一步地挖掘。