安防創(chuàng)新新產品開發(fā)

安防創(chuàng)新新產品開發(fā)（新型野外電纜主動式防盜報警器）設計原因：通信電纜、電力線纜是兩個長期受盜竊分子頻繁偷盜的主要目標，貴州省每年造成直接和間接經濟損失的金額至少3千多萬，除了采用各種防盜新工藝外，還增派巡邏人員進行維護，任務十分繁重。設計目的：目前，市場已推出了很多款（不同原理）針對電纜線路的防盜報警設備，但是還沒有一個產品能實現(xiàn)大范圍的推廣，主要原因是其檢測原理有各自的局限性，從滿足實際使用需求來說，還沒有一種產品能非常有效地進行預防和威懾作用。本產品正是從以上幾點出發(fā)，綜合采用各種最新的技術，從被動防范到主動，在犯罪分子采取行動前就立刻報警，避免了電線被盜了才報警的弱點，采用三鑒探測來實現(xiàn)高可靠性，在野外不受溫度、濕度、小動物及風吹草動等干擾。利用先進的中心組網技術來實現(xiàn)野外環(huán)境架設的靈活性，同時采用高度集成電路設計來達到保密性和降低成本的目的。本產品主要探測當有人通過爬電桿進行盜竊活動時，在超過警戒極限后立刻產生報警到中心控制點，現(xiàn)場同時發(fā)出警告音，未來可安裝快速拍照和聲音監(jiān)聽功能。原理概述：三鑒是指紅外主導、微波輔助、單片機智能處理（PIR/MW/AI）的綜合探測技術，當被動紅外發(fā)現(xiàn)目標后啟動微波檢測電路，當兩種信號均有效并通過單片機智能處理符合報警輸出條件時，由單片機給出報警信號。電路簡析：本電路中被動紅外（PIR）信號經濾波后直到單片機的比較器的輸入口17、18腳，比較器把紅外頭感應到的信號直接轉換為脈沖信號，數字信號經MPUPIC16C622A的處理，利用軟件可以進行出、入識別以及干擾的慮除。RB1輸出2kHz占空比為5%的脈沖（寬度為20uS）,驅動P2給微波探測器提供脈沖電源。微波探測器的低頻輸出通過P1選通輸出到C101采用保持電容上。反應物體移動的低頻信號經U1A及相關元件組成的可編程運算放大器放大，再經U1B組成的比較器進行電平轉換，轉換后的脈沖信號到PIC16C622的RB3腳輸入到MPU。當紅外發(fā)現(xiàn)目標后，RB1輸出高電平，三極管K3導通，由U1A組成的可編程放大器的增益由100倍增加到10000倍左右，微波探測器電路開始工作，MPU開始檢測物體移動信號。MPU通過對PIR信號分析，可以判斷出紅外源的出入情況，以此可以排除熱空氣以及非熱源移動物體的干擾（如飄動的窗簾、轉動的電扇等），同時綜合微波探測器的信號，可以排除多種熱源的干擾。合理的MPU數學模型和編制科學的軟件，可以識別出體重小于20kg寵物。基本上可以消除寵物的引起的誤報。本電路中改變P1的大小，可以改變放大電路的增益，從而調整微波電路的探測距離。T-b丁ITIT-b丁ITIKit丄工本產品設計不依賴外部供電，無線組網不需要預留電纜，達到安裝簡便，單個被破壞不影響全局。主要供電方式為內置充電電池+太陽能電池板充電，正常情況下使用壽命超過3-5年。根據使用情況一般不必在每個電線電桿上都架設該產品，可間距架設，距離不超過200米以內可實現(xiàn)可靠通信，頻率采用開放公網2.4Ghz，每個設備用唯一序列編碼識別和自檢，上限應達到65535最大數，可實現(xiàn)自動路由，自動中繼。在我國和世界上大多數其他國家，一般使用無線電設備都是要付頻率使用費的，包括手機通信，只不過移動運營商已經向國家支付了這筆費用，并通過號碼占用費等方式向用戶收取了這筆費用。在使用其它無線設備時，你首先要向國家相關部門申請頻率使用許可，然后根據你的無線設備所使用的頻率，功率大小和數量收取費用。這是一筆不小的費用，一般設備一年往往要交納幾千元的費用。而免費頻段，是指各個國家根據各自的實際情況，并考慮盡可能與世界其他國家規(guī)定的一致性，而劃分出來的一個頻段，專門用于工業(yè)，醫(yī)療以及科學研究使用（ISM頻段），不需申請而可以免費使用的頻段。我們國家的2.4G頻段，就是這樣一個頻段。然而，為了保證大家都可以合理使用，國家對該頻段內的無線收發(fā)設備，在不同環(huán)境下的使用功率做了相應的限制。例如在城市環(huán)境下，發(fā)射功率不能超過lOOmW.為了增加通信距離，而又要不超出國家對發(fā)射功率的限制。以上簡單介紹該產品的實現(xiàn)功能，具體原則就是簡單，好架設，免維護，成本低，報警及時，（未來還可能增加現(xiàn)場拍照，聲音監(jiān)聽功能）。報警器探頭內置可編程單片，利用軟件實現(xiàn)對報警信號的高可靠識別，采用無線數傳模塊來實現(xiàn)數據的接力發(fā)送，并具有自動組網功能，數據傳輸到中心機房后，通過編制的地理位置可準確顯示出報警點編號，采用圖形化界面很容易進行快速出警。參考資料：Zigbee就是一個屬于你自己的高可靠的無線數傳網絡：Zigbee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺,十分類似現(xiàn)有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個Zigbee網絡數傳模塊類似移動網絡的一個基站,在整個網絡范圍內，它們之間可以進行相互通信；每個網絡節(jié)點間的距離可以從標準的75米，到擴展后的幾百米，甚至幾公里；另外整個Zigbee網絡不僅可以“無限”擴展開來，而且還可以與現(xiàn)有的其它的各種網絡連接。例如，你可以通過互聯(lián)網在北京監(jiān)控云南某地的一個Zigbee控制網絡。不同的是，Zigbee網絡主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數據傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網主要是為語音通信而建立；每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個Zigbee“基站”卻不到1000元人民幣；每個Zigbee網絡節(jié)點不僅本身可以與監(jiān)控對對象，例如傳感器連接直接進行數據采集和監(jiān)控，它還可以自動中轉別的網絡節(jié)點傳過來的數據資料;除此之外，每一個Zigbee網絡節(jié)點（FFD）還可在自己信號覆蓋的范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節(jié)點（RFD）無線連接。每個Zigbee網絡節(jié)點（FFD和RFD）可以可支持多到31個的傳感器和受控設備，每一個傳感器和受控設備終可以有8種不同的接口方式。可以采集和傳輸數字量和模擬量。Zigbee技術的應用領域：Zigbee技術的目標就是針對，工業(yè)，家庭自動化，遙測遙控，例如燈光自動化控制，傳感器的無線數據采集和監(jiān)控，油田，電力，礦山和物流管理等應用領域。工業(yè)現(xiàn)場對無線數據傳輸的要求及Zigbee技術的特點：低功耗，低數據量（250KPS），低成本，使用免費的ISM頻段（2.4G），高的抗干擾性能的直序擴頻通信方式（DSSS），高保密性（64位出廠編號和支持AES-128加密），高集成度和高的可靠性；節(jié)點模塊之間具有自動動態(tài)組網的功能，采用了包括網狀網在內的拓撲結構，使用了碰撞避免機制，信息在整個Zigbee網絡中通過自動路由的方式進行傳輸，從而保證了信息傳輸的可靠性。Zigbee的發(fā)展前景：Zigbee技術和RFID技術在2004年就被列為當今世界發(fā)展最快，市場前景最廣闊的十大最新技術中的兩個。關于這方面的報道，你只需在百度，或GOOGLE搜索欄中鍵入“Zigbee”，你就會看到大量的有關報道。總之，今后若干年，都將是Zigbee技術飛速發(fā)展的時期。Zigbee技術在我國的應用情況：盡管，國內不少人已經開始關注Zigbee這們新技術,而且也有不少單位開始涉足Zigbee技術的開發(fā)工作，然而，由于Zigbee本身是一種新的系統(tǒng)集成技術，應用軟件的開發(fā)必須和網絡傳輸，射頻技術和底層軟硬件控制技術結合在一起。因而深入理解這個來自國外的新技術，再組織一個在這幾個方面都有豐富經驗的配套的隊伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前為止，國內目前除了成都西谷曙光數字技術有限公司，提供針對工業(yè)現(xiàn)場具體應用的各種不同距離的Zigbee網絡模塊（包括接口軟件），并成功地用于解決幾個工業(yè)領域的實際生產問題而外，尚未見到其它報道。Zigbee網絡的數據傳輸速率：Zigbee每個網絡模塊射頻前端的數據傳輸速率是250K,而控制端數據處理速率，則取決于所使用的CPU的處理速度。Zigbee技術為什麼要使用網狀網通信方式：網狀網通信實際上就是多通道通信，在實際工業(yè)現(xiàn)場，由于各種原因，往往并不能保證每一個無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因為車禍，道路維修等，使得某條道路的交通出現(xiàn)暫時中斷，此時由于我們有多個通道，車輛（相當于我們的控制數據）仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業(yè)現(xiàn)場控制而言則非常重要。5．什麼是自動組網：舉一個簡單的例子就可以很好地說明這個問題，假如一隊傘兵從天而降，他們每人持有一個Zigbee網絡模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網絡模塊的通信范圍內，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯(lián)互通的Zigbee網絡。他們預先并不知道誰與誰為鄰。同時，由于人員的移動，彼此間的聯(lián)絡還會發(fā)生變化。因而，模塊還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡，對原有網絡進行刷新。6．為什麼網絡要采用動態(tài)路由的方式：首先，我們必須明白，什麼是動態(tài)路由？動態(tài)路由，就是指網絡中數據傳輸的路徑，并不是預先設定的，而是傳輸數據前，通過對網絡當時可利用的所有路徑進行搜索，并決定它們的遠近，然后選擇其中的一條路徑進行數據傳輸。在我們的網絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數據包送達目的地為止。在實際工業(yè)現(xiàn)場，往往預先確定的傳輸路徑，隨時都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進行及時傳送。動態(tài)路由結合網狀網拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數據的可靠傳輸。13.Zigbee與現(xiàn)有數傳電臺的比較：1．可靠性高：由于Zigbee模塊的集成度遠比一般數傳電臺高，分離元器件少，因而可靠性更高；使用方便安全：因為集成度高，比起一般數傳電臺來，Zigbee收法模塊體積可以做得很小，而且功耗低，例如成都西谷公司遠距離傳輸模塊（2-5公里），最大發(fā)射電流比一個CDMA手機還要小許多，因而很容易集成或直接安放在到設備之中，不僅使用方便，而且在戶外使用時，不容易受到破壞；并向用戶提供Zigbee無線網絡平臺的演示/應用套件,和具體應用開發(fā)資料。抗干擾力強，保密性好，誤碼率低:Zigbee收發(fā)模塊使用的是2.4G直序擴頻技術，比起一般FSK,ASK和跳頻的數傳電臺來，具有更好的抗干擾能力，和更遠的傳輸距離；免費頻段：Zigbee使用的是免費頻段，而許多數傳電臺所使用的頻段不僅需要申請，而且每年都需要向國家無委會交納相當的頻率使用費。價格低：Zigbee數傳模塊的價格只有具有類似功能的數傳電臺的幾分之一；（2.4G,250kps,3-5公里距離DSSS數傳模塊每只不到1000元人民幣）14.一般用戶怎麼來利用這個新技術：對于大多數用戶而言，要他們自己組織隊伍去研究Zigbee,弄清楚Zigbee的原理和它到底是怎麼工作的，顯然不太現(xiàn)實。正因此，需要有人來搭建這樣一個平臺，使得大多數用戶，不需要了解這些細節(jié)，僅僅將它當作一種工具來使用就行了。就像使用GPRS/CDMA1X網絡的用戶一樣（最好