監(jiān)獄環(huán)境下基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的監(jiān)控報警系統(tǒng)設計

1、監(jiān)獄環(huán)境下基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的監(jiān)控報警系統(tǒng)設計監(jiān)獄環(huán)境下基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的監(jiān)控報警系統(tǒng)設計對于無線傳感器網(wǎng)絡來說，其主要組成是部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的微型傳感器節(jié)點。這些部件具有量大而價格低廉的特點，通過無線的方式進展連接，從而組成一個多跳自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)。隨著計算機技術的快速開展，傳感器技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術等多種技術也在不斷完善，功耗低、功能多而本錢低的微型無線傳感器越來越普遍。這些傳感器在數(shù)據(jù)搜集、協(xié)同合作等功能上，都表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。大量的傳感器節(jié)點協(xié)同組織起來，就組成了無線傳感器網(wǎng)絡。其節(jié)點可以實如今目的環(huán)境中的隨機或者特定布置，利用一種特定的協(xié)議進展組織，實時監(jiān)測著目的信息。信息處

2、理在嵌入式元件中實現(xiàn)，信息經(jīng)過無線通信網(wǎng)絡發(fā)送給遠程用戶，以協(xié)同合作的方式來完成任務。1監(jiān)控報警系統(tǒng)設計分析1.1系統(tǒng)總體相關介紹監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地進步監(jiān)獄看守的安防效率，目前我國乃至全世界的監(jiān)獄和看守所都裝備有相關的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。盡管運用了這些技術之后，可以在監(jiān)控后端獲得較為明晰的圖像和信息，但是從當前的安防工作需求來看，視頻監(jiān)控技術仍然存在缺乏，因為視頻監(jiān)控技術需要人的雙眼來獲取和觀察視頻中的信息，這樣容易讓人產(chǎn)生視覺疲勞，同時還會導致精神不夠集中等問題。鑒于當前監(jiān)控系統(tǒng)存在的破綻，今后其開展趨勢必定是無人值守、智能化的。本文對監(jiān)獄監(jiān)墻無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)控報警系統(tǒng)的設計進展深化討論，研究將熱

3、釋電紅外傳感器和超聲波傳感器有效結(jié)合來使用的系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其兩方面優(yōu)勢互補的特點。本文所提到的系統(tǒng)，是指將傳感器節(jié)點布設在監(jiān)獄的墻上，假如監(jiān)獄犯人靠近監(jiān)墻，就可以通過這個系統(tǒng)對詳細的情況進展實時監(jiān)測，進而為監(jiān)獄監(jiān)墻報警提本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理供可靠的根據(jù)。形象地觀察這個系統(tǒng)的工作可如圖1所示。1.2系統(tǒng)總體設計方案1.2.1系統(tǒng)工作流程本文所闡述及設計的監(jiān)控報警系統(tǒng)，主要目的是防止服刑犯人攀越監(jiān)墻的行為發(fā)生。假如犯人靠近戒備區(qū)域，這個系統(tǒng)就可以發(fā)揮組合報警的功能，從而發(fā)出報警的信號，讓勤務人員可以及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效的應對措施。通常來講，報警系統(tǒng)都是由前端設備、傳輸設備和控制/顯示/處

4、理/記錄設備3個局部來組成。在前端設備當中，包含有一個或者多個探測器。對于人類等可發(fā)熱物體，一旦進入到了系統(tǒng)戒備的區(qū)域，溫度超過了-273的絕對溫度，就會發(fā)出9.5u峰值波長的紅外線，熱釋電紅外傳感器的探測器可以在一定的間隔 之內(nèi)感應到紅外信號，在傳感器的作用下，可以將探測出來的信息進一步轉(zhuǎn)化為電信號，然后輸出到微處理器中，熱釋電紅外傳感器的感應范圍定為8，超聲波探測所能到達的最遠間隔 為6，比紅外傳感器最大的探測范圍小2。一旦有目的接近戒備區(qū)域的時候，首先探測到目的的就是熱釋電紅外傳感器。在測距原理下，節(jié)點上的超聲波傳感器對目的進展測距，這個目的要在探測的范圍內(nèi)才行，而微處理器將傳感器模塊得

5、到的信息加以處理，再傳到通信模塊上的射頻芯片，在無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)助下，進一步發(fā)送到Sink節(jié)點上，然后再經(jīng)過串口，到達監(jiān)控室的監(jiān)控主機，通過監(jiān)控終端軟件顯示出來?？梢赃@樣設計系統(tǒng)：目的靠近一定范圍的時候，可以將紅外單獨報警設為一級報警系統(tǒng)，將超聲波單獨報警時的設置定為二級報警系統(tǒng)，而當兩極傳感器發(fā)生報警信號的時候，才會輸出三級報警信號，也可將其定為最高級報警信號。一級和二級主要發(fā)揮警示的功能，要求當時的執(zhí)勤人員要對復核情況進展查看，在三級報警的時候，就可以確認為直接報警的情況。這樣是為了防止上文提到的因為單一傳感器存在破綻而出現(xiàn)漏報的問題，同時也能對誤報率加以控制。要注意在監(jiān)控終端軟件上，預

6、留相關的備用接口，用于系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)連接，實現(xiàn)與主機視頻監(jiān)控系統(tǒng)連動。假如在系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)報警的情況，可以在程序設置的報警系統(tǒng)下進展連動動作，而這個報警區(qū)域中的圖像和視頻等可以經(jīng)過主機終端在視頻監(jiān)控上顯示出來，從而方便復核和確認工作的開展。結(jié)合當時設置的報警等級可以采取相關的連動動作。1.2.2節(jié)點軟硬件平臺的設計分析對于硬件平臺的設計，筆者認為那么裝備有與通信和傳感相關的器件，同時選擇這些器件應當要遵循本錢低、耗能小和體積小等原那么，而且需要可編程性和可配置性高等要求。本文所討論的節(jié)點硬件平臺設計包含有以下10個局部：傳感器模塊兩個、RS232串口通信接口、外接電源接口、無線通信天線、干電池

7、供電模塊、備用傳感器接口、U需要具備有存儲功能、數(shù)據(jù)處理、JTAG仿真編程器接口和射頻芯片需要與無線傳感器網(wǎng)絡通信兼容。對于硬件設計來說，筆者認為需要對其進展相關的性能仿真，從而確定出硬件的設計是否正確，在完成一局部的時候就應當馬上進展調(diào)試，目的就是保證整個系統(tǒng)的整體聯(lián)調(diào)，讓系統(tǒng)硬件的設計出現(xiàn)的誤差最校節(jié)點軟件設計系軟件平臺開發(fā)的主要任務，主要就是對節(jié)點進展控制，同時對其采集來的信息進展施行聚集和處理，然后通過不同的節(jié)點在無線網(wǎng)絡之間實現(xiàn)傳遞，最后傳到后臺的監(jiān)控機中。在節(jié)點軟件平臺中，要務實現(xiàn)3個功能，涉及到通信處理、數(shù)據(jù)處理和傳感器數(shù)據(jù)讀取3大局部，而在通信處理中，可將其分為串口、無線和JT

8、AG仿真器連接等三種通信方式。完成了軟件平臺設計之后，就需要在軟件中開展可靠性測試和正確性測試，便于發(fā)現(xiàn)問題之后可以及時采取解決的方案。1.3系統(tǒng)工作原理及其特點介紹1.3.1熱釋電紅外傳感器熱釋電材料自發(fā)極化強度在不同的溫度下，可以產(chǎn)生熱釋電效應，這種效應可以對紅外輻射才能進展探測，這就是熱釋電探測器的工作原理。其具有的特點是探測率較高、響應的速度較快，并且可以在室溫下開展工作。1.3.2超聲波傳感器報警技術這種技術的工作原理，就是基于人們在發(fā)生位移的時候?qū)Τ暡óa(chǎn)生干擾，響應人體在挪動過程中所發(fā)射出來的超聲波，然后發(fā)生報警。在報警的時候，主要是對電路進展定時控制，實現(xiàn)功能的途徑是把檢測出來的超聲波信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚓P的信號，這個信號是與間隔 存在關系的。在計數(shù)方面，那么通過時鐘脈沖來計算發(fā)送和接收之間所產(chǎn)生的延遲時間，而有一點有必要認識清楚，那就是超聲波的傳播時間應當用每個計數(shù)脈沖周期時間與計數(shù)值之間的乘積。2結(jié)語無線傳感器網(wǎng)絡技術在當前不斷開展的電子技術程度下得以良好的開展，其已經(jīng)廣泛地被應用在工業(yè)