引言

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　　目前，城市安防系統越來越受到人們的重視，客戶對安防系統的功能和性能方面的要求也越來越高。

　　本文提出了一種基于GSM和Zigbee技術的無線安防系統，該系統的特點在于利用GSM和Zigbee無線網絡優勢，實現了安防系統的無線網絡化，省去了繁瑣的布線過程，實現了安防信息的多點、遠距離傳輸，提高了安防系統的安全性、可靠性與隱蔽性。

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　　1 系統方案

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　　該系統方案主要設計特點是將Zigbee無線傳感器網絡與GSM網絡相結合。使用無線網絡不僅省去布線的麻煩，增加了安防傳感器布局的靈活性，而且可以防止通信電纜被破壞，提高了安全性。整個系統結構如圖1所示。

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　　系統把帶有Zigbee協議的模塊嵌入到被動紅外、玻璃破碎、門磁、煙感及煤氣泄露等安防設備中，作為無線傳感器網絡的一個節點。例如，當發生盜竊時，被動紅外傳感器檢測到盜賊進入監控區域，它觸發節點芯片的中斷，從而激活節點芯片，芯片會自動通過Zigbee無線收發模塊把打好的報警數據包發送出去。

　　Zigbee協調器是Zigbee網絡與外部GSM網絡的接口，作為系統的核心負責整個網絡的管理以及數據的轉發，它通過收發模塊接收安防監控節點的數據，由嵌入式控制器對接收到的數據進行必要的處理，然后將其經過GSM網絡發送到保安中心，實現快速安全報警。

　　整個系統主要可以分為Zigbee協調器和Zigbee無線傳感器節點兩部分。

　　1.1 Zigbee協調器

　　Zigbee協調器作為整個系統的中心擔負了許多任務，因此對負責管理這個中心的控制器要求較高。

　　而傳統的單片機在某些方面已無法滿足要求，ARM由于其高性能、低功耗、低成本的特點正是替代傳統單片機的首選。本設計選用ARM9處理器STR912FW44X6芯片為核心，外圍擴展一系列功能模塊，整個硬件結構如圖2所示。

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　　其中STR912FW44X6是主控芯片，它是由意法半導體公司推出的基于ARM966E_S內核的高性能嵌入式芯片，運算速度達96MIPS，支持單周期DSP指令。片內集成了544kB的Flash及96kB的SRAM，支持以太網、USB、UART、12C和CAN通信，有80個GPIO、8通道1O位AI）C、3相電機控制器、看門狗定時器和9個可編程DMA通道。系統用1片UART收發芯片TI公司的TL16C550將GSM模塊連接到ARMCPU的GPIO，實現GSM短消息報警發送。

　　GSM通信模塊選用西門子公司的TC35i模塊，該模塊性能穩定，價格低廉，具備GSM無線通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息編碼方式。在RF收發器上，本設計選用TI公司的Zigbee射頻收發芯片CC2420，CC242o采用OQPSK調制方式，支持數據傳輸率高達250kbps，能夠實現點對多點的快速組網。另外，協調器還根據實際需要設計了RS232接口、鍵盤顯示和現場報警電路。

　　1.2 Zigbee無線傳感器節點

　　Zigbee無線傳感器節點由安防傳感器和Zigbee終端設備組成，如圖3所示。Zigbee終端設備選用TI公司的Zigbee射頻收發芯片CC2430，CC2430具有很高的性價比，在單個芯片上整合了Zigbee射頻（RF）、內存和微控制器。

　　它使用1個8位MCU（8051），具有128kB可編程閃存和8kB的RAM，還包含模擬數字轉換器（ADC）、定時器、AES128協同處理器、看門狗定時器、32kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路、掉電檢測電路和21個可編程I／O引腳。

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　　2 Zigbee技術介紹

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　　Zigbee是Zigbee聯盟的產物，這個由國際上100多家知名軟硬件公司組成的聯盟致力于制定一個短距離、低功耗、低速率、低成本的無線傳感器網絡標準。無線傳感器網絡（WirelessSensorNetwork，WSN）是指由大量成本相對低廉的，具有感知能力、計算能力、實時通信能力的傳感器節點組成的嵌入式無線網絡，是當前眾多領域的研究和應用熱點。

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3 系統軟件實現

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　　GSM通信模塊TC35i通過AT命令來進行控制，數據傳輸采用短消息方式。AT指令和短消息的編碼、解碼方式是本系統軟件設計的關鍵，下面重點對兩者作詳細的介紹。

　　3.1 AT指令介紹

　　AT（Attention）指令集是調制解調器通信接口的工業標準，現在市場上大多數手機均支持GSM7.05規定的AT指令集。該指令集是ETSI（歐洲通信技術委員會）發布的，其中包含了對SMS的控制說明。一般的GSM模塊都支持AT指令，因此計算機或單片機可以通過串口直接向GSM模塊發送AT指令，來方便地實現短信息SMS的發送、接收和管理。