zigbee+人体红外感应检测系统设计【字数：7651】
摘 要21世纪的今天，科技迅猛发展，原本看似不可及的技术已经融入到人们的生活中，人们不仅需要舒适的居住地，更需要一个安全的生活环境。为了使我们的人身和财产得到更好的保障，我们需要更加智能化的报警系统。本文主要介绍了基于ZigBee协议的人体红外检测系统，它利用D203S系列的热释电红外传感器来进行监控，当有人体经过时就会通过ZigBee模块实现远程报警。该方案有着诸多优点精度高、功耗低、可扩展性高。由于红外光是不可见的，因此它具有很好的隐蔽性，此外，世界各地的专业人士都乐于使用被动式热释电红外传感器，因为它价格低廉、性能稳定。本文首先介绍了国内外智能安防的发展现状，并根据我国的国情设计了一种智能的安全报警系统。本文简单介绍了系统的软硬件结构，并对系统设计理念作了具体的表述。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 主要工作内容和意义 2
第二章 系统总体方案 3
2.1系统实现的功能 3
2.2系统总体规划 3
2.2.1硬件规划 3
2.2.2软件设计思路 3
2.2.3软件规划 4
第三章 ZigBee协议和CC2530模块 5
3.1 ZigBee技术 5
3.2 CC2530片上系统 5
第四章 系统硬件设计 7
4.1 电源模块 10
4.2 热释电模块 10
4.2.1 热释电传感器 10
4.2.2 菲涅尔透镜 10
4.2.3 信号采集处理模块 11
4.3单片机模块 12
4.3.1 STM32单片机 12
4.3.2 按键控制电路 12
4.4. 报警模块 12
第五章 系统软件设计 13
5.1 系统软件方案 13
5.1.1 系统软件功能 13
5.1.2 通信协议 13
5.2 软件的程序实现 15
5.2.1 主函数流程图 15
5.2.2 ZigBee测试 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
第六章 软件调试 18
6.1 系统调试软件 Keil uVision5 18
6.2 程序调试的主要方法 18
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1 引言
21世纪人们的生活节奏相较于从前有了明显的加快，人们希望可以将原本复杂的事情变得简单，将原本死板的东西变得智能。由于这样的需求，无线技术飞速发展，已经融入到了人们的日常生活之中。将无线技术运用到安全防盗中，可以有效的解决有线监控的局限性和距离短的问题，无线方式的易扩展性更适合住宅的防盗监控。
ZigBee协议的优缺点显著，它的优点是：功耗低、成本低；缺点是：有效距离短、数据传输距离短。由于这些特点，ZigBee适用于不追求传输速率但追求可靠性的系统。本文根据它的高可靠性设计了一种基于ZigBee的人体红外安全检测系统。能在监控场合完成人体检测，并满足远程传输的要求。
红外辐射具有很强的指向性和较长的传播距离，其特性可以用来检测温度变化。热释电红外探测器能够有效的探测人体辐射的红外线，因此，它可以测出一定范围内的人体活动。因此，人体红外探测模块由STM单片机和D203S红外检测系统组成，并且通过CC2530芯片实现物联网。
1.2 国内外研究现状
无线传感器是新型传感器，它的使用和普及将会对人们社会带来很大的便利和深远的影响。世界各国都很重视无线网络的发展，电气电子工程师协会正在全力推进无线传感器网络的应用及发展，波士顿大学创设了传感器协会，希望能促进传感器网络技术的发展[1]。早在1950年，日本松下电器公司人类环境系统研究所就开始研究PIR传感器的人体目标。1995年，Yoshiike Nobuyuki等人使用热释电陶瓷传感器阵列来检测人体状况、室内人员的数量和位置。该系统采用模糊推理方法得到室内的人体信息，该传感器系统在背景温度和人体温度差不多时，识别率会很低，在其他情况下，对人数识别的准确率率可以达到90％。1997年，他们对算法进行了改进。与基于摄像头的方法相比，成本低，实时性好，准确率高，1998年，该中心在原有基础上进行了改进，识别率进一步的提高到93％。[3]
在国内，随着“智能产品”的迅速发展，无线传感器也被广泛的应用，并且由于红外光是不可见的，所以它具有良好的隐蔽性，可以用作防盗监视器和报警器。这种监测报警装置主要应用于小区的防盗监控中。近年来，随着经济的发展，人们在金钱欲望的驱使下，不惜做出一些违法、危害他人人身安全的行为。安全问题已经是人们生活中不容忽视的点，正是因为这样的需求，全球安全设备市场的发展被大大推动了。中国正处于社会快速转型时期。安全问题突兀，安全设备需求增加。社会上的防盗设备种类繁多，它们的目的都只有一个：在有危险的时候及时发出报警。防盗报警设备的原理很简单，由探测器进行探测后通过报警器报警。由于被动式热释电红外探测器成本低、技术性能稳定，所以被市场上的较为普遍，深受用户的欢迎。
1.3 主要工作内容和意义
本课题根据智能安防的发展现状，提出了一种基于ZigBee协议的人体红外检测系统，该系统可以用于居民小区的安全防盗之中，也可以用于其他场所。本文介绍的热释电红外传感器是目前市场上最常用的传感器之一，在介绍硬件部分时会具体介绍它的特点。本系统中该传感器通过STM32单片机和ZigBee模块连接，ZigBee模块最重要的部分就是CC2530芯片，它的主要功能就是实现数据的远程传输。利用本设计，可以有效的避免当系统报警时无人在报警器前的问题，使居民的人身和财产得到更好的保障。
智能化住宅是我国未来建筑的主要发展方向，而防盗报警设施是保证住宅安全必不可少的部分。因此，开发一套性能可靠、成本低廉的防盗设备是具有重大意义的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 主要工作内容和意义 2
第二章 系统总体方案 3
2.1系统实现的功能 3
2.2系统总体规划 3
2.2.1硬件规划 3
2.2.2软件设计思路 3
2.2.3软件规划 4
第三章 ZigBee协议和CC2530模块 5
3.1 ZigBee技术 5
3.2 CC2530片上系统 5
第四章 系统硬件设计 7
4.1 电源模块 10
4.2 热释电模块 10
4.2.1 热释电传感器 10
4.2.2 菲涅尔透镜 10
4.2.3 信号采集处理模块 11
4.3单片机模块 12
4.3.1 STM32单片机 12
4.3.2 按键控制电路 12
4.4. 报警模块 12
第五章 系统软件设计 13
5.1 系统软件方案 13
5.1.1 系统软件功能 13
5.1.2 通信协议 13
5.2 软件的程序实现 15
5.2.1 主函数流程图 15
5.2.2 ZigBee测试 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
第六章 软件调试 18
6.1 系统调试软件 Keil uVision5 18
6.2 程序调试的主要方法 18
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1 引言
21世纪人们的生活节奏相较于从前有了明显的加快，人们希望可以将原本复杂的事情变得简单，将原本死板的东西变得智能。由于这样的需求，无线技术飞速发展，已经融入到了人们的日常生活之中。将无线技术运用到安全防盗中，可以有效的解决有线监控的局限性和距离短的问题，无线方式的易扩展性更适合住宅的防盗监控。
ZigBee协议的优缺点显著，它的优点是：功耗低、成本低；缺点是：有效距离短、数据传输距离短。由于这些特点，ZigBee适用于不追求传输速率但追求可靠性的系统。本文根据它的高可靠性设计了一种基于ZigBee的人体红外安全检测系统。能在监控场合完成人体检测，并满足远程传输的要求。
红外辐射具有很强的指向性和较长的传播距离，其特性可以用来检测温度变化。热释电红外探测器能够有效的探测人体辐射的红外线，因此，它可以测出一定范围内的人体活动。因此，人体红外探测模块由STM单片机和D203S红外检测系统组成，并且通过CC2530芯片实现物联网。
1.2 国内外研究现状
无线传感器是新型传感器，它的使用和普及将会对人们社会带来很大的便利和深远的影响。世界各国都很重视无线网络的发展，电气电子工程师协会正在全力推进无线传感器网络的应用及发展，波士顿大学创设了传感器协会，希望能促进传感器网络技术的发展[1]。早在1950年，日本松下电器公司人类环境系统研究所就开始研究PIR传感器的人体目标。1995年，Yoshiike Nobuyuki等人使用热释电陶瓷传感器阵列来检测人体状况、室内人员的数量和位置。该系统采用模糊推理方法得到室内的人体信息，该传感器系统在背景温度和人体温度差不多时，识别率会很低，在其他情况下，对人数识别的准确率率可以达到90％。1997年，他们对算法进行了改进。与基于摄像头的方法相比，成本低，实时性好，准确率高，1998年，该中心在原有基础上进行了改进，识别率进一步的提高到93％。[3]
在国内，随着“智能产品”的迅速发展，无线传感器也被广泛的应用，并且由于红外光是不可见的，所以它具有良好的隐蔽性，可以用作防盗监视器和报警器。这种监测报警装置主要应用于小区的防盗监控中。近年来，随着经济的发展，人们在金钱欲望的驱使下，不惜做出一些违法、危害他人人身安全的行为。安全问题已经是人们生活中不容忽视的点，正是因为这样的需求，全球安全设备市场的发展被大大推动了。中国正处于社会快速转型时期。安全问题突兀，安全设备需求增加。社会上的防盗设备种类繁多，它们的目的都只有一个：在有危险的时候及时发出报警。防盗报警设备的原理很简单，由探测器进行探测后通过报警器报警。由于被动式热释电红外探测器成本低、技术性能稳定，所以被市场上的较为普遍，深受用户的欢迎。
1.3 主要工作内容和意义
本课题根据智能安防的发展现状，提出了一种基于ZigBee协议的人体红外检测系统，该系统可以用于居民小区的安全防盗之中，也可以用于其他场所。本文介绍的热释电红外传感器是目前市场上最常用的传感器之一，在介绍硬件部分时会具体介绍它的特点。本系统中该传感器通过STM32单片机和ZigBee模块连接，ZigBee模块最重要的部分就是CC2530芯片，它的主要功能就是实现数据的远程传输。利用本设计，可以有效的避免当系统报警时无人在报警器前的问题，使居民的人身和财产得到更好的保障。
智能化住宅是我国未来建筑的主要发展方向，而防盗报警设施是保证住宅安全必不可少的部分。因此，开发一套性能可靠、成本低廉的防盗设备是具有重大意义的。
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