基于ZigBee的目标物体移动检测系统及检测方法技术方案

技术编号:20628377 阅读:25 留言:0更新日期:2019-03-20 17:56
本发明专利技术公开了一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统,包括ZigBee系统电路,用于接收所述按键/LED指示电路的入网信号实现ZigBee协议和射频通信,并将网络状态输出至按键/LED指示电路进行显示;三轴加速度检测电路,与所述ZigBee系统电路通过通信连接,用于检测物体加速度,并传输给ZigBee系统电路。以及公开了一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统的检测方法。本发明专利技术通过ZigBee无线技术建立一个物联网,通过网关把数据上传到云端,云端再把数据推送到手机APP端,即可实现随时查看,当检测有状态改变时APP及时报警提醒用户。

Target moving detection system and detection method based on ZigBee

The invention discloses a target moving detection system based on ZigBee, including a ZigBee system circuit, which receives the input signal of the key/LED indicating circuit to realize ZigBee protocol and radio frequency communication, and outputs the network state to the key/LED indicating circuit for display; a three-axis acceleration detection circuit, which is connected with the ZigBee system circuit through communication, is used for detecting objects. The volume acceleration is transmitted to the ZigBee system circuit. A detection method of target moving detection system based on ZigBee is also disclosed. The invention establishes an Internet of Things through ZigBee wireless technology, uploads data to the cloud through gateway, and pushes data to the mobile phone APP terminal, so that it can be viewed at any time, and when the state changes are detected, the APP alarms and reminds users in time.

【技术实现步骤摘要】
基于ZigBee的目标物体移动检测系统及检测方法
本专利技术涉及ZigBee无线网络控制
,具体的说,是一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统及检测方法。
技术介绍
在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷,对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等。而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线传输必须是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们长期努力,ZigBee协议在2003年正式问世。许多开发商都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee的物理层和媒体介质层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/915MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。在智能家居的安防应用领域中,有许多应用场景涉及到对物体的运动和静止状态进行检测,比如检测保险柜和门窗是否被打开,也可用于法院监控被贴封条的物件状态。但是,现有技术中的一些原本没有联网的设备在被非法移动时,无法发送告警信息以及采用蓝牙传输距离受限的问题,用户无法远程及时接收告警消息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统及检测方法,用于解决现有技术中设备被非法移动时用户无法远程及时接收告警消息的问题。本专利技术通过下述技术方案解决上述问题:一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统,包括电源、ZigBee系统电路、按键/LED指示模块和三轴加速度检测电路,其中,ZigBee系统电路,用于接收所述按键/LED指示电路的入网信号实现ZigBee协议和射频通信,并将网络状态输出至按键/LED指示电路进行显示;三轴加速度检测电路,与所述ZigBee系统电路通过通信连接,用于检测物体和判断物体移动或静止,并传输给ZigBee系统电路;所述ZigBee系统电路包括与所述电源连接的用于滤除电源噪声和电源干扰信号的第一电源滤波电路和第一处理器,所述第一处理器连接有晶振电路、射频接口电路、天线匹配电路和PCB天线,所述第一处理器与所述三轴加速度检测电路通信连接。系统上电后,用户通过按键/LED指示电路的按键,输入入网信号至ZigBee系统电路,ZigBee系统电路查通过ZigBee协议查询周边的ZigBee网络以及连接ZigBee网络,并输出至按键/LED指示电路进行LED指示成功入网状态。三轴加速度检测电路时时检测被测物的加速度,并判断被测物处于移动还是静止状态,当检测到被测物移动时,发送给ZigBee系统电路,ZigBee系统电路通过ZigBee网络的网关将告警信息发送给云端,远端向用户的手机APP发送告警信息,实现用户远程及时的接收告警消息。第一处理器采用siliconlabs公司的EFR32MG1V系列,此芯片是一款32位M4内核的高速处理器,并集成了ZigBee3.0协议标准、射频收发系统,待机功耗可以达到2uA以下;其晶振电路主要包括32MHz的高速晶体振荡器和负载电容,提供2.4G射频信号的时钟源;其电源滤波电路主要包括磁珠、电容、电感等,主要目的滤除电源噪声和电源干扰信号;其天线匹配电路和PCB天线,匹配电路主要包括电容和电感,实现处理器射频输出端和PCB天线的50欧姆阻抗匹配。进一步地,所述按键/LED指示电路包括分别与所述第一处理器的输入输出引脚和控制引脚连接的开关K1,所述开关K1的另一端接地,还包括与第一处理器的输出端连接的发光二极管LED,所述发光二极管LED的另一端依次连接电阻和直流电源,所述开关K1用于触发第一处理器进入请求入网状态,所述发光二极管LED用于指示第一处理器输出的入网成功状态。所述按键/LED指示电路,主要包括按键、发光二极管LED和电阻,主要实现长按按键开关3秒后发光二极管LED闪烁并进入请求入网状态,入网成功后发光二极管LED长亮3秒后熄灭,表示入网成功。进一步地,所述三轴加速度检测电路包括与所述电源连接的用于滤除电源噪声和电源干扰信号的第二电源滤波电路和第二处理器,所述第二处理器与所述第一处理器之间连接有用于滤除通信过程中的信号干扰的SPI通信电路。所述三轴加速度检测电路,主要包括第二处理器、电源滤波电路、SPI通信电路。第二处理器采用ADI公司的ADXL362,是一款三轴、超低功耗加速度测量系统,能够测量动态加速度和静态加速度,检测灵敏度高,功耗可低至270nA;其电源滤波电路主要包括电容、电感等,主要目的滤除电源噪声和电源干扰信号;其SPI通信电路主要包括电阻和电容,主要目的滤除通信过程中的信号干扰。进一步地,所述晶振电路包括分别与所述第一处理器连接的高速晶体振荡器和低速晶体振荡器。一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统的检测方法,包括:步骤S100:系统上电初始化,处于无网络模式;步骤S200:通过按键/LED指示电路触发进入入网模式;步骤S300:ZigBee系统电路扫描周围环境中的所有信道中的ZigBee网络,选择并加入ZigBee网络,按键/LED指示电路指示入网成功;步骤S400:第一处理器通过SPI接口配置三轴加速度检测电路的参数;步骤S500:三轴加速度检测电路检测被测物是否运动,并将检测值通过SPI接口上传至第一处理器;步骤S600:第一处理器通过PCB天线发送运动报件信号给ZigBee网络中的网关,由网关上传至云端,再由云端推送到手机APP。进一步地,所述步骤S500中检测被测物是否运动的方法具体为:步骤S510:实时检测被测物的加速度,当检测到的被测物加速度发生变化时,将检测到的被测物加速度的变化值与预设的阈值进行比较,若变化值小于阈值,认定为静止状态;否则,进入下一步;步骤S520:判断被测物加速度的变化值是否持续,若持续,则认定为被测物移动;否则,返回步骤S510。本专利技术与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:(1)本专利技术通过ZigBee无线技术建立一个物联网,同时通过网关把数据上传到云端,云端再把数据推送到手机APP端,即可实现随时查看,当检测有状态改变时APP及时报警提醒用户。应用场景广泛,可应用于法院监控被贴封条的物件的状态,也可以应用比如门窗、保险柜、灯控开关、重要的物件等等的状态监控。(2)本专利技术所需待机电量功耗在3uA以下,一颗小小的纽扣电池可以工作3年。附图说明图1为本专利技术的系统原理框图;图2为第一处理器与天线匹配电路、PCB天线的电路连接图;图3为电源滤波电路的原理图;图4为晶振电路的原理图;图5为按键/LED指示电路的原理图;图6为第一处理器与外围电路的电路连接图;图7为第二处理器与外围电路的电路连接图;其中,U1-第一处理器,U2-第二处本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统,其特征在于,包括电源、ZigBee系统电路、按键/LED指示模块和三轴加速度检测电路,其中,ZigBee系统电路,用于接收所述按键/LED指示电路的入网信号实现ZigBee协议和射频通信,并将网络状态输出至按键/LED指示电路进行显示;三轴加速度检测电路,与所述ZigBee系统电路通过通信连接,用于检测物体和判断物体移动或静止,并传输给ZigBee系统电路;所述ZigBee系统电路包括与所述电源连接的用于滤除电源噪声和电源干扰信号的第一电源滤波电路和第一处理器,所述第一处理器连接有晶振电路、射频接口电路、天线匹配电路和PCB天线,所述第一处理器与所述三轴加速度检测电路通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的目标物体移动检测系统,其特征在于,包括电源、ZigBee系统电路、按键/LED指示模块和三轴加速度检测电路,其中,ZigBee系统电路,用于接收所述按键/LED指示电路的入网信号实现ZigBee协议和射频通信,并将网络状态输出至按键/LED指示电路进行显示;三轴加速度检测电路,与所述ZigBee系统电路通过通信连接,用于检测物体和判断物体移动或静止,并传输给ZigBee系统电路;所述ZigBee系统电路包括与所述电源连接的用于滤除电源噪声和电源干扰信号的第一电源滤波电路和第一处理器,所述第一处理器连接有晶振电路、射频接口电路、天线匹配电路和PCB天线,所述第一处理器与所述三轴加速度检测电路通信连接。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的目标物体移动检测系统,其特征在于,所述按键/LED指示电路包括分别与所述第一处理器的输入输出引脚和控制引脚连接的开关K1,所述开关K1的另一端接地,还包括与第一处理器的输出端连接的发光二极管LED,所述发光二极管LED的另一端依次连接电阻和直流电源,所述开关K1用于触发第一处理器进入请求入网状态,所述发光二极管LED用于指示第一处理器输出的入网成功状态。3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的目标物体移动检测系统,其特征在于,所述三轴加速度检测电路包括与所述电源连接的用于滤除电源噪声和电源干扰信号的第二电源滤波电路和第二处理器,所述第二处理器与所述第一处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢保松魏阳东宋良平
申请(专利权)人:四川长虹电器股份有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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