0 前语
现在，安防报警体系一般分为有线和无线两种方法。有线方法具有抗干扰性强、牢靠性高的特色，但存在着本钱高、布线冗杂、不易组网等问题;而选用RF、WiFi等无线方法的首要优势在于装置灵敏便利、无需布线，但传输间隔短、稳定性较差。跟着无线网络技能的前进和电子器件的开展，ZigBee作为一种数据传输牢靠、低本钱、低功耗的新式无线通讯技能，能够处理现有无线报警体系存在的数据传输稳定性差、可扩展性差等问题。
1 ZigBee技能简介
1.1 概述
ZigBee协议由物理层、媒体访问操控层、传输层、网络层和运用层等组成。它的根底是IEEE802.15.4，但IEEE仅拟定了网络层以下协议，ZigBee联盟在此根底上进行了完善和扩展，对其网络层协议和运用层进行了规范化，拟定了上层协议规范，并担任高层运用、测验和市场推行等方面的作业。ZigBee技能是一种介于无线标记技能和蓝牙技能之间的技能计划，是一种低速率、自组网的双向无线通讯技能，首要用于近间隔无线衔接，合适运用于主动操控和长途操控等范畴，能够嵌入各类设备。ZigBee技能首要有如下特色：
(1)数据传输牢靠。操控层运用了彻底承认的数据传输避开磕碰战略，并为固定带宽的通讯事务预留了专用时隙，避免了发送数据的竞赛和抵触，一起优化了时延灵敏的运用，缩短了通讯时延。
(2)功耗低。在待机形式下，ZigBee节点处于休眠状况，耗电量仅为1μW。一般干电池供电可运用6个月～2年。
(3)速率低。ZigBee设备作业于直接序列扩频的2.4GHz的ISM频段，数据传输速率为250kbps，专心于低传输速率运用，合适无线传感器
网络。
(4)容量大。一个ZigBee网络可支撑255个设备，假如经过网络和谐器构建无线传感器网络，则一个ZigBee网络能够支撑超越6.5万个节点。在室内，ZigBee网络有用掩盖间隔到达10～80m。
(5)主动组网、自主路由。在节点损坏或能量耗尽时，能够使节点退出网络且不影响剩下节点通讯;若有新节点参加，能够主动查找和取得报文转发路由。
1.2 ZigBee网络拓扑
在ZigBee网络中，有和谐器、路由器、终端设备三种设备类型。和谐器担任网络的树立与保护;路由器担任网络中数据的转发，并能够拓宽网络的规模;终端设备是完结详细功用的单元。ZigBee设备分为两种类型：全功用设备(FFD)和简化功用设备(RFD)，其间和谐器和路由器有必要是FFD，终端设备能够是FFD或RFD。FFD能够与FFD或RFD直接进行通讯，而RFD只能与FFD进行通讯。
ZigBee有星型、树簇型型、网状型三种网络拓扑结构。星型网络的各子节点之间不能通讯，有必要经过和谐节点转发信息;在树簇型网络中，路由节点完结数据的路由功用，经过路由节点转发子节点信息到和谐节点;网状型网络的路由节点之间能够彼此通讯。
2 体系硬件规划
本体系是在现有安防报警体系中参加ZigBee网络，无线传感网络由前端传感器、后端上位机、远端基站组成。传感器担任收集数据、安全信息，使用ZigBee网络将这些数据和信息传送到基站，然后经过串口通讯由基站发送到上位机，最后由上位机对数据信息进行实时监控，并对反常状况进行声光报警。
根据ZigBee技能的智能安防无线报警体系如图1所示，它是由传感器、ZigBee网络、报警操控主机和PC操控中心组成的无线传感器网络。在体系前端装备红外侵略、火焰、门磁开关等不同类型传感器，担任收集侵略、温度、烟雾等信号，当体系置于设防形式时，这些传感器就连续不断地进行检测，一旦检测到反常信号时，就经过ZigBee网络将收集到的数据和报警信息传送到报警操控主机，一起经过PC机设置和运转软件，对相关参数状况进行实时监控以及显现数据。
3 体系软件规划
安防报警体系的无线报警程序流程如图2所示，其详细报警程序如下：
(1)传感器向报警操控主机发送信息，并等候其指令;然后报警主机分配路由，挑选参加新路由;
(2)在传感器参加设定路由后，报警主机翻开戒备功用，则传感器进入省电形式，每10s检测红外侵略传感器、火焰传感器状况;
(3)若红外侵略传感器、火焰传感器勘探到风险状况时，经过路由器能够向报警主机传送报警信息，由报警主机实时处理，完结声光报警;
(4)40s后，读取I/O口接收到的门磁开关等传感器数据，若检测有险情时，则经过路由向报警主机转送报警信息，由报警主机实时处理，完结声光报警;
(5)若各传感器检测到的信息均正常，那么传感器向报警主机发送安全信息，等候报警主机下一步指令。
4 电路实例
在本体系规划中，完结ZigBee物理层功用的芯片选用TI公司的CC2530，它是嵌入式的片上体系，集成了增强型的8051内核，结合TI Z—STACK协议栈，能够组成自己的无线通讯网络。无线通讯GSM模块选用西门子的TC35i，该模块集射频电路和基带于一体，向用户供给规范的AT指令接口，能够快速、牢靠地完结体系计划中短音讯与传真服务、数据与语音传输。安防报警体系电路硬件结构图如图3所示。
以火焰传感器模块为例，火焰传感器电路衔接如图4所示，图中J1为火焰传感器模块与CC2530单片机之间的接口，CC2530的P0_0端口从火焰传感器的阴极引脚进行电压采样。火焰传感器的原理是使用热释电效应，经过方针与布景的温差改变来勘探方针，以确认火灾的产生状况。当火焰传感器检测到火源时，其周围温度会显着升高，若温差改变大于安全阈值，则火焰传感器的阴极有电压输出，将数据传送至和谐器，一起报警。
5 结语
本体系经过软硬件的规划，完结了根据ZigBee技能的智能无线报警体系。体系具有规划简略、性价比高、安全牢靠等长处，能够对不合法侵略、火灾、燃气走漏等灾情危险进行实时监控及声光报警，为家居、小区、安防、工业等范畴的安全监控与防护供给了一种有用的处理计划，具有很好的运用与推行价值。
