摘要：结合红外防盗报警和技术两大热点，采用TI的单片机和红外传感器，完成了基于技术的无线红外防盗报警系统的硬件设计和软件开发，针对存在的误区进行了研究。解决了现有的无线报警系统。 报警、费用高等问题。 通过调试系统的硬件和软件电路，验证了系统的预期功能。
关键词：无线红外防盗报警器；；； 系统设计
目前防盗报警主机，报警系统的信号传输主要有有线和无线两种。
有线方式具有通信可靠、抗干扰能力强、设备成本低等优点。 适用于新建建筑，可在墙内预留连接线，但机动性差，不方便适应用户和产品不断变化的要求。 连接线维护更换难度大，成本高； 无线方式可以避免探头与主机之间的连接线影响室内装修。 它具有灵活和简单的优点。 需求不断扩大，越来越被用户认可。 趋势，但易受干扰，传输稳定性和抗干扰性不足，价格较高。
作为防盗报警的重点产品，被动红外探测器的无线化逐渐成为一种趋势。 但是，由于以下两个原因，红外探测无线报警系统的误报率偏高：1）红外探测器的性能参差不齐； 2）报警信号的无线传输容易受到干扰，导致主机误报警。
因此，以低功耗、低成本、低速率的短距离无线通信新标准构建防盗报警网络，不仅解决了传统有线网络系统布线难、成本高、扩展难等问题，也基本解决了现有无线网络存在的问题。 报警系统的一些问题：
1）误报问题：调查显示，报警器误报率高是用户放弃使用的主要原因。 现有的无线报警系统容易受到来自电网和空气的高频干扰信号的影响。 为避免2.4GHz公共频段的干扰，采用直接序列扩频技术保证信号传输；
2）使用成本：报警器的长期电费是个问题。 为了达到停电前或小偷作案前人为切断电源后报警器仍能工作的目的防盗报警主机，用户还需要定期更换电池等备用电源，所以，在长期长期使用过程中，用户不得不考虑成本。 该芯片是一款超低功耗的无线收发芯片，发射功率仅为1mW。 此外，该芯片工作周期短，采用休眠模式，收发信息功耗低。
1 技术
作为一种新的无线网络技术，其基础是IEEE无线个域网工作组的一个标准，称为. 15.4 技术标准。 主要用于各种短距离、低功耗、低传输速率的电子设备之间的数据传输，以及典型的周期性数据、间歇性数据和低响应时间数据传输应用。可工作在2.4GHz的3个频段（世界流行）、（欧洲流行）和915 MHz（美国流行），最高传输速度分别为250 kbit/s、20 kbids和40 kbit/s
率，一般在10～75m范围内传输，但也可以扩展范围。
在网络中，节点之间无需通过中心交换节点即可相互通信，具有自愈和自组织功能。 任一节点瘫痪或被敌方俘虏，其他节点可以选择其他路线。 新节点上电后，可以监听相邻节点，只要满足接入条件，就可以加入网络。 IEEE． 802.15.4在协议中定义了三种拓扑结构：星形网络、树形网络和网状网络，如图1所示。无论拓扑结构如何，每个独立的网络都有一个唯一的标识符，即网络号（PAN标识符）。 根据标识符，每个网络设备可以确定其从属关系并相互通信。 每个网络都有一个唯一的协调器，相当于有线局域网中的服务器，对网络具有管理功能。 它负责发起和建立整个网络，加入网络的终端设备分布在PAN协调器的覆盖范围内，直接与PAN协调器进行通信。 网络中的全功能节点可以作为路由器、协调器和终端，而简化功能的节点只能作为终端设备。
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无线网络的实现是基于协议栈的。 协议栈基于OSI（Open，开放系统互连）的基本参考模型，是OSI七层模型的简化网络模型。 IEEE 802.15.4定义了最低两层：物理层和MAC层，位于最低层，与硬件相关； 在此基础上，联盟定义了网络层（NWK）和应用层（APL），它们基于PHY，MAC层之上，完全独立于硬件。 层次结构清晰明了，一目了然，给设计和调试带来了极大的方便。 标准使用。 15.4的物理层和MAC层协议是协议栈的一部分，自己定义了网络层、应用层和安全协议，所以任何设备都兼容IEEE标准。
2 系统总体框架
笔者设计的无线红外防盗报警系统网络采用星型网络拓扑结构，主要由服务器、路由器和若干终端信息采集节点组成。
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客户端报警节点主要包括探测器和报警主机两部分，结构如图2所示。每个监控区域可以检测移动的人体，报警主机可以进行现场声光报警。 这样的星型网络报警系统可以将红外信息集成在一个节点上，组成一个无线红外防盗报警系统。 此外，系统具有联网能力，可以通过路由设备与值班室的服务器进行无线连接。
系统的主要功能包括：
1）红外探测器快速准确地检测异常状态，确认后无线发送给主机；
2）上位机接收到信号后识别，现场立即发出报警（声光报警或其他方式）并在显示屏上显示报警区域和报警情况；
3）报警主机上的无线模块通过区域布置的路由设备将数据无线传输到值班室的服务器。 路由设备是网络中具有路由功能的协调设备；
4）值班人员可通过监控软件监控区域安全。 一旦有报警上报，监控软件会显示报警位置，及时处理突发事件。
3 系统硬件设计
在基于互联网的无线红外防盗报警系统中，众多的传感器节点是整个网络的基础。 本节主要内容是设计单节点的硬件结构并绘制电路图。
在硬件确定过程中，首先确定节点采集人体红外线的热释电红外传感器型号，第二步确定支持协议的芯片具体型号，完成系统设计，第三步参考热释电红外传感器的资料和芯片的数据表，设计原理图，绘制PCB（板）图。
是芯片巨头TI收购一家无线微控制器公司后推出的新一代无线微控制器系列芯片的全新概念。 在协议栈绑定的基础上，具有128 kB可编程闪存和8 kB RAM等功能，在接收和发送模式下，电流消耗分别低于27 mA或25 mA。
3.1 人体红外监测模块
人体红外监测模块选用的传感器为热释电红外传感器，一般安装在天花板上，监测是否有人走动，进而判断是否有小偷闯入室内。 热释电红外传感器可以将检测到的人或动物的红外线转换成电信号输出。 其原理是：某些晶体受热时，晶体两端会产生数量相等、符号相反的电荷，即热释电效应。 人体体温恒定，一般在37℃左右，并发射特定波长在10μm左右的红外线。 本文采用2型红外传感器，利用红外热释电处理芯片对信号进行采集和放大，外加少量元器件构成被动热释电红外信号处理电路。 人体红外监测模块电路原理如图3所示，P0.1口通过电阻连接到芯片的第二脚VO。 当模块检测到人体活动时，VO 输出高电平，否则为低电平。 配置的P0.1口IO外部中断功能，当一个上升沿脉冲到来时，外部中断唤醒，进行相应的数据处理，并将数据发送给协调器。
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3.2 下载器插槽
必须借助特定工具将程序从 PC 下载到闪存。 本文使用IAR软件编译程序。 编译完成后，将仿真器连接到jtag接口，下载到flash中。
3.3 串口电路
串口电路采用芯片，+3.3V供电。 电路中的电容值在芯片手册中为0.1μF。 其中：4脚和5脚之间加了10nF的贴片电容，2脚和6脚之间的两颗电容值为1μF。
3.4 整体硬件电路如
整体硬件电路如图4所示。
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4 软件设计
4.1 软件开发平台
系统软件设计是在硬件设计的基础上进行的。 良好的软件设计是实现系统功能的重要组成部分，是提高系统性能的关键。 该节点设计基于通用性和易开发性的考虑，移植了TI的Z-Stack协议栈，其主要特点是其兼容性，全面支持IEEE 802.15.4/片上系统解决方案。 Z-Stack还支持丰富的新特性，比如无线下载，可以通过网状网络（Mesh）下载节点更新。
本系统软件设计选用的开发平台是IAR集成开发平台。 IAR（简称EW）的C/C++交叉编译器和调试器是当今世界上最完善、最易用的专业嵌入式应用开发工具。
TI/ 发布了基于IEEE 802.15.4 标准和联盟推出的规范的全功能协议栈，并通过了联盟的认证。 协议栈全部用C语言编写，免费提供给用户，同时向下兼容。 协议栈中嵌入操作系统，统一调度任务。 对用户而言，只需在应用层做一些设计和改动，即可实现数据发送、接收和组网等功能，构建一个功能完备、性能稳定的无线网络。 在设计程序时，首先在协议栈的应用层程序中添加相应的任务，然后运行任务进行处理。
Z-Stack是以操作系统的思想构建的，使用了事件循环机制。 每一层初始化完成后，系统进入低功耗模式。 当事件发生时，系统被唤醒，开始进入中断处理事件。 消费模式。 如果多个事件同时发生，判断优先级，逐一处理。 这种软件架构可以大大降低系统的功耗。
整个Z-stack的主要工作流程大致分为几个阶段：系统启动、驱动初始化、OSAL初始化启动、进入任务轮询。 系统流程图如图5所示。
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4.2 数据采集节点设计
数据采集节点负责监测一定范围内的环境，接收信号，进行数据处理和通信。 其软件部分主要包括监控模块数据采集程序和网络通讯程序。
在程序设计流程图中，首先是初始化，其中初始化、板卡I/O初始化、HAL层驱动初始化是初始化硬件部分：NV FLASH初始化、MAC层初始化、64位长地址分配、NV ITEMS的读取、OSAL的初始化都是初始化软件部分。 然后设置定时器并向中心节点发送绑定请求。 绑定成功后，启动定时器，设置周期为8s，每周期采集一个信号，然后判断采集到的信号是否为设置的报警信号，假设是目标信号，则选择I/芯片的O口作为AD输入通道，进行AD转换和数据处理，将处理后的数据发送给中心节点，然后等待下一个周期继续采集信号； 如果不是设置信号，则等待下一个周期继续采集信号。
4.3 中心节点设计
中心节点（即网络协调器）负责网络的配置和管理。 另一方面，它也接受传感器节点发来的数据，将它们收集起来并传送给计算机。 该部分软件主要包括设备初始化、无线数据收发及处理等程序。
在中心节点的程序设计过程中，首先是初始化，分为硬件初始化和软件初始化。 然后设置定时器接受数据采集终端节点的绑定请求。 绑定成功后，开始接收数据采集节点发送的数据，对数据进行处理，并将处理后的数据通过串口发送给主机。
中心节点程序：
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5 结论
本文将该技术应用到红外防盗报警系统中，采用无线组网技术，利用高性价比的芯片实现无线系统中节点间的相互通信； 数据采集节点采用热释电红外传感器和芯片，芯片为中心节点。 选用IAR集成开发平台作为系统软件开发平台，分别完成了数据采集节点和中央协调节点的程序设计。 对系统进行测试后，验证了系统的预期功能。
本系统仅完成了基于网络的无线红外防盗报警系统的总体架构设计和基本功能。 离实用化还有很长的距离，需要进一步完善和提高。 今后的工作可从以下几个方面开展： 1）完善系统功能。 PC不联网，以后工作可以通过GSM网络与外网通信，实现防盗报警系统的互联互通和网络传输。 2）数据融合。 在成本可控的前提下，可适当增加传感器数量，通过多传感器数据融合处理，避免干扰因素的影响，提高精度，降低误报率。
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一、系统背景
据消防救援局公布的数据，2018年全国共发生火灾23.7万起，造成1407人死亡，其中住宅火灾10.7万起，超过全年火灾总起数的45%火灾报警系统，造成1122人死亡。死亡人数，占火灾死亡人数的10%。 79.7%。 小区高层建筑火灾隐患多，蔓延速度快，人员疏散和灭火救援难度大。
如何做好日常智慧消防安全管理和火灾隐患排查工作，预防和减少火灾事故，提高火灾处置能力，是消防安全工作亟待解决的问题。
二、产品概述
Kedio火灾探测识别报警系统基于AI视频分析，旨在实现无人值守不间断工作，自动发现监控区域内的异常火情迹象，以最快、最好的方式发出警报，协助消防员。 火灾危机，尽量减少误报和漏报； 同时，还可以查看现场的实时图像，根据直观画面直接指挥调度消防。
该系统利用计算机视觉、人工智能和闭路电视监控技术，通过人工智能视频图像和光谱分析来检测火灾。 系统自动分析识别视频图像中火焰产生的报警信息，在数秒内完成火灾探测报警火灾报警系统，大大缩短火灾报警时间。 该系统具有非接触式探测的特点，不受空间高度、热障、爆炸/有毒等环境条件的限制，使该系统为室内大空间、室外、以及传统检测方法失效的特殊场所。 一个有效的解决方案。
三、产品特点
◆ 高清专用镜头3.6mm@F1.8（6mm、8mm可选）；
◆ 内置红蓝频闪警示灯，高分贝喇叭；
◆ 内置自检指示灯、报警指示灯、两个大功率红外灯；
◆ H.265视频压缩技术，高画质，低码率；
◆ 支持远程监控（、iOS、）；
◆ 支持平台服务、云服务，支持标准Onvif协议；
◆ 火焰识别灵敏度九级可调，室内外均可长期使用；
◆ 标准0.9㎡防火板测试有效距离为40米；
◆ 检测角度为75°；
◆ 支持远程呼叫功能，支持CMS软件联动报警；
◆ 支持现场报警和语音播报；
◆ 火焰检测功能可定时开启或关闭；