安防创新新产品开发

安防创新新产品开发（新型野外电缆主动式防盗报警器）设计原因：通信电缆、电力线缆是两个长期受盗窃分子频繁偷盗的主要目标，贵州省每年造成直接和间接经济损失的金额至少3千多万，除了采用各种防盗新工艺外，还增派巡逻人员进行维护，任务十分繁重。设计目的：目前，市场已推出了很多款（不同原理）针对电缆线路的防盗报警设备，但是还没有一个产品能实现大范围的推广，主要原因是其检测原理有各自的局限性，从满足实际使用需求来说，还没有一种产品能非常有效地进行预防和威慑作用。本产品正是从以上几点出发，综合采用各种最新的技术，从被动防范到主动，在犯罪分子采取行动前就立刻报警，避免了电线被盗了才报警的弱点，采用三鉴探测来实现高可靠性，在野外不受温度、湿度、小动物及风吹草动等干扰。利用先进的中心组网技术来实现野外环境架设的灵活性，同时采用高度集成电路设计来达到保密性和降低成本的目的。本产品主要探测当有人通过爬电杆进行盗窃活动时，在超过警戒极限后立刻产生报警到中心控制点，现场同时发出警告音，未来可安装快速拍照和声音监听功能。原理概述：三鉴是指红外主导、微波辅助、单片机智能处理（PIR/MW/AI）的综合探测技术，当被动红外发现目标后启动微波检测电路，当两种信号均有效并通过单片机智能处理符合报警输出条件时，由单片机给出报警信号。电路简析：本电路中被动红外（PIR）信号经滤波后直到单片机的比较器的输入口17、18脚，比较器把红外头感应到的信号直接转换为脉冲信号，数字信号经MPUPIC16C622A的处理，利用软件可以进行出、入识别以及干扰的虑除。RB1输出2kHz占空比为5%的脉冲（宽度为20uS）,驱动P2给微波探测器提供脉冲电源。微波探测器的低频输出通过P1选通输出到C101采用保持电容上。反应物体移动的低频信号经U1A及相关元件组成的可编程运算放大器放大，再经U1B组成的比较器进行电平转换，转换后的脉冲信号到PIC16C622的RB3脚输入到MPU。当红外发现目标后，RB1输出高电平，三极管K3导通，由U1A组成的可编程放大器的增益由100倍增加到10000倍左右，微波探测器电路开始工作，MPU开始检测物体移动信号。MPU通过对PIR信号分析，可以判断出红外源的出入情况，以此可以排除热空气以及非热源移动物体的干扰（如飘动的窗帘、转动的电扇等），同时综合微波探测器的信号，可以排除多种热源的干扰。合理的MPU数学模型和编制科学的软件，可以识别出体重小于20kg宠物。基本上可以消除宠物的引起的误报。本电路中改变P1的大小，可以改变放大电路的增益，从而调整微波电路的探测距离。T-b丁ITIT-b丁ITIKit丄工本产品设计不依赖外部供电，无线组网不需要预留电缆，达到安装简便，单个被破坏不影响全局。主要供电方式为内置充电电池+太阳能电池板充电，正常情况下使用寿命超过3-5年。根据使用情况一般不必在每个电线电杆上都架设该产品，可间距架设，距离不超过200米以内可实现可靠通信，频率采用开放公网2.4Ghz，每个设备用唯一序列编码识别和自检，上限应达到65535最大数，可实现自动路由，自动中继。在我国和世界上大多数其他国家，一般使用无线电设备都是要付频率使用费的，包括手机通信，只不过移动运营商已经向国家支付了这笔费用，并通过号码占用费等方式向用户收取了这笔费用。在使用其它无线设备时，你首先要向国家相关部门申请频率使用许可，然后根据你的无线设备所使用的频率，功率大小和数量收取费用。这是一笔不小的费用，一般设备一年往往要交纳几千元的费用。而免费频段，是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家规定的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研究使用（ISM频段），不需申请而可以免费使用的频段。我们国家的2.4G频段，就是这样一个频段。然而，为了保证大家都可以合理使用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的使用功率做了相应的限制。例如在城市环境下，发射功率不能超过lOOmW.为了增加通信距离，而又要不超出国家对发射功率的限制。以上简单介绍该产品的实现功能，具体原则就是简单，好架设，免维护，成本低，报警及时，（未来还可能增加现场拍照，声音监听功能）。报警器探头内置可编程单片，利用软件实现对报警信号的高可靠识别，采用无线数传模块来实现数据的接力发送，并具有自动组网功能，数据传输到中心机房后，通过编制的地理位置可准确显示出报警点编号，采用图形化界面很容易进行快速出警。参考资料：Zigbee就是一个属于你自己的高可靠的无线数传网络：Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网,每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个Zigbee网络不仅可以“无限”扩展开来，而且还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。不同的是，Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币；每个Zigbee网络节点不仅本身可以与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料;除此之外，每一个Zigbee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。Zigbee技术的应用领域：Zigbee技术的目标就是针对，工业，家庭自动化，遥测遥控，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。工业现场对无线数据传输的要求及Zigbee技术的特点：低功耗，低数据量（250KPS），低成本，使用免费的ISM频段（2.4G），高的抗干扰性能的直序扩频通信方式（DSSS），高保密性（64位出厂编号和支持AES-128加密），高集成度和高的可靠性；节点模块之间具有自动动态组网的功能，采用了包括网状网在内的拓扑结构，使用了碰撞避免机制，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。Zigbee的发展前景：Zigbee技术和RFID技术在2004年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。关于这方面的报道，你只需在百度，或GOOGLE搜索栏中键入“Zigbee”，你就会看到大量的有关报道。总之，今后若干年，都将是Zigbee技术飞速发展的时期。Zigbee技术在我国的应用情况：尽管，国内不少人已经开始关注Zigbee这们新技术,而且也有不少单位开始涉足Zigbee技术的开发工作，然而，由于Zigbee本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前为止，国内目前除了成都西谷曙光数字技术有限公司，提供针对工业现场具体应用的各种不同距离的Zigbee网络模块（包括接口软件），并成功地用于解决几个工业领域的实际生产问题而外，尚未见到其它报道。Zigbee网络的数据传输速率：Zigbee每个网络模块射频前端的数据传输速率是250K,而控制端数据处理速率，则取决于所使用的CPU的处理速度。Zigbee技术为什麽要使用网状网通信方式：网状网通信实际上就是多通道通信，在实际工业现场，由于各种原因，往往并不能保证每一个无线通道都能够始终畅通，就像城市的街道一样，可能因为车祸，道路维修等，使得某条道路的交通出现暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。5．什麽是自动组网：举一个简单的例子就可以很好地说明这个问题，假如一队伞兵从天而降，他们每人持有一个Zigbee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的Zigbee网络。他们预先并不知道谁与谁为邻。同时，由于人员的移动，彼此间的联络还会发生变化。因而，模块还可以通过重新寻找通信对象，确定彼此间的联络，对原有网络进行刷新。6．为什麽网络要采用动态路由的方式：首先，我们必须明白，什麽是动态路由？动态路由，就是指网络中数据传输的路径，并不是预先设定的，而是传输数据前，通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索，并决定它们的远近，然后选择其中的一条路径进行数据传输。在我们的网络管理软件中，路径的选择使用的是“梯度法”，即先选择路径最近的一条通道进行传输，如传不通，再使用另外一条稍远一点的通路进行传输，以此类推，直到数据包送达目的地为止。在实际工业现场，往往预先确定的传输路径，随时都可能发生变化，或者因各种原因路径被中断了，或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状网拓扑结构，就可以很好解决这个问题，从而保证数据的可靠传输。13.Zigbee与现有数传电台的比较：1．可靠性高：由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器件少，因而可靠性更高；使用方便安全：因为集成度高，比起一般数传电台来，Zigbee收法模块体积可以做得很小，而且功耗低，例如成都西谷公司远距离传输模块（2-5公里），最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外使用时，不容易受到破坏；并向用户提供Zigbee无线网络平台的演示/应用套件,和具体应用开发资料。抗干扰力强，保密性好，误码率低:Zigbee收发模块使用的是2.4G直序扩频技术，比起一般FSK,ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力，和更远的传输距离；免费频段：Zigbee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费。价格低：Zigbee数传模块的价格只有具有类似功能的数传电台的几分之一；（2.4G,250kps,3-5公里距离DSSS数传模块每只不到1000元人民币）14.一般用户怎麽来利用这个新技术：对于大多数用户而言，要他们自己组织队伍去研究Zigbee,弄清楚Zigbee的原理和它到底是怎麽工作的，显然不太现实。正因此，需要有人来搭建这样一个平台，使得大多数用户，不需要了解这些细节，仅仅将它当作一种工具来使用就行了。就像使用GPRS/CDMA1X网络的用户一样（最好