專利名稱：一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及入侵監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一些重要場所，如機(jī)場、危險化學(xué)品集散地等，圍欄是必不可少的保護(hù)措施。普通的圍欄只能被動地防止非法入侵，對于切割圍欄、攀爬圍欄等行為無法發(fā)出預(yù)警信息。普通有線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)存在布線麻煩的問題，并且易受供電影響導(dǎo)致癱瘓?，F(xiàn)有專利申請“傾角傳感器構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)圍欄防入侵檢測方法”(專利號 200810060040X)介紹了傾角傳感器構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)作為圍欄入侵檢測的方法，給出了傾角傳感器用于圍欄防入侵的安裝方法和檢測方法，沒有考慮傾角傳感器節(jié)點通信方式和傾角傳感器節(jié)點的設(shè)計及組網(wǎng)方式，也沒有提供傳感器節(jié)點定位、供電、低功耗等功能。由于圍欄一般是用于大范圍場地的防入侵保護(hù)，需要考慮隨機(jī)安裝、抗毀能力和長時間值守的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，可以用于大范圍場地的防入侵監(jiān)測。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少兩個傾角傳感器節(jié)點，所述的傾角傳感器節(jié)點安裝在可晃動圍欄上，并且組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)；所述的傾角傳感器節(jié)點用于監(jiān)測是否有入侵行為，并將監(jiān)測的結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端。所述的所有傾角傳感器節(jié)點是對等的。所述的傾角傳感器節(jié)點的安裝角度與所述的圍欄平面垂直。所述的傾角傳感器節(jié)點包括傾角傳感器模塊、微處理器模塊和射頻模塊；所述的傾角傳感器模塊用于采集圍欄傾斜角度信息，并對采集到的圍欄傾斜角度信息進(jìn)行信號處理；所述的微處理器模塊用于控制所述的傾角傳感器模塊和射頻模塊，并根據(jù)所述的傾角傳感器模塊處理的信號判斷是否有入侵行為；所述的射頻模塊用于與其他的傾角傳感器節(jié)點進(jìn)行相互通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)形成。所述的傾角傳感器節(jié)點還包括與微處理器模塊相連的定位模塊；所述的定位模塊用于獲取所述的傾角傳感器節(jié)點的自身位置信息。所述的傾角傳感器節(jié)點還包括與傾角傳感器模塊、微處理器模塊、射頻模塊和定位模塊相連的電源模塊；所述的電源模塊用于傾角傳感器節(jié)點中的各個模塊提供電源并進(jìn)
行管理。所述的電源模塊包括與電池相連的太陽能電池板。所述的微處理器模塊在無入侵行為時處于睡眠狀態(tài)，在有入侵行為并造成圍欄晃動時所述的傾角傳感器模塊會產(chǎn)生一系列非直流信號觸發(fā)微處理器模塊進(jìn)入活動狀態(tài)。
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有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明通過大量的傾角傳感器節(jié)點組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，形成防入侵的監(jiān)測系統(tǒng)，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進(jìn)行有效地判斷，并將判斷結(jié)果傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，第一時間發(fā)出預(yù)警信息，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。本發(fā)明還通過在傾角傳感器節(jié)點中加入定位模塊，從而能夠準(zhǔn)確地對入侵行為發(fā)生位置進(jìn)行有效判斷。傾角傳感器節(jié)點中還加入電源模塊，利用電源模塊與微處理器模塊結(jié)合負(fù)責(zé)打開和關(guān)閉其他模塊的供電通路，以實現(xiàn)低功耗。


圖1是本發(fā)明的基本布設(shè)圖；圖2是本發(fā)明中傾角傳感器節(jié)點系統(tǒng)框圖；圖3是本發(fā)明監(jiān)測入侵過程的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，如圖1所示，包括至少兩個傾角傳感器節(jié)點1，所述的傾角傳感器節(jié)點1安裝在可晃動的圍欄2上，其安裝角度與整個圍欄2平面垂直，以使傾角傳感器能探測到最大角度(士90度)，并且組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)；所述的傾角傳感器節(jié)點1用于監(jiān)測是否有入侵行為，并將監(jiān)測的結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端3。其中，在圍欄2上安裝的傾角傳感器節(jié)點1具體高度和位置不限，圍欄2的總數(shù)不受限制，監(jiān)控終端3與傾角傳感器節(jié)點1是通過無線鏈路進(jìn)行通信的。所有的傾角傳感器節(jié)點1是對等的，這樣可以在某些節(jié)點遭遇阻塞時，整個檢測網(wǎng)絡(luò)仍能正常工作。其中，傾角傳感器節(jié)點1無線工作頻率為433MHz，節(jié)點的無線最大發(fā)送速率為5121ApS，發(fā)送功率為 IOdBm,在離地面1米高度處，通視點對點最大通信距離為170米。如圖2所示，傾角傳感器節(jié)點包括傾角傳感器模塊、微處理器模塊和射頻模塊。傾角傳感器模塊內(nèi)包括傳感器單元和信號調(diào)理單元，傳感器單元用于采集圍欄傾斜角度信息，信號調(diào)理單元對采集到的圍欄傾斜角度信息進(jìn)行信號處理，如對信號進(jìn)行濾波放大處理等。微處理器模塊用于控制傾角傳感器模塊和射頻模塊，并根據(jù)傾角傳感器模塊處理的信號判斷是否有入侵行為。該微處理器模塊本身包含有一定容量的Flash和RAM，可以存儲、運行代碼或保存部分?jǐn)?shù)據(jù)，其內(nèi)部還集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換，并支持直接內(nèi)存訪問，微處理器模塊是傾角傳感器節(jié)點的核心單元。射頻模塊是該傾角傳感器節(jié)點與其他節(jié)點通信的接口，用于與其他的傾角傳感器節(jié)點進(jìn)行相互通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)形成。該傾角傳感器節(jié)點內(nèi)還包括定位模塊，定位模塊用于獲取所述的傾角傳感器節(jié)點的自身位置信息，如可采用GPS定位模塊或北斗定位模塊提供傳感器節(jié)點的經(jīng)緯度信息，以便提供發(fā)生入侵區(qū)域的位置信息。傾角傳感器節(jié)點還包括與傾角傳感器模塊、微處理器模塊、射頻模塊和定位模塊相連的電源模塊，電源模塊中包括有鋰電池和太陽能電池板，鋰電池向傾角傳感器節(jié)點
4中的各個模塊提供電源，太陽能電池板在鋰電池電壓低于在先設(shè)定的閾值時便自動為鋰電池進(jìn)行充電，電源模塊還能與微處理器模塊結(jié)合負(fù)責(zé)打開和關(guān)閉某些模塊的供電通路，從而實現(xiàn)低功耗。 傾角傳感器節(jié)點內(nèi)的微處理器模塊的工作狀態(tài)分為活動狀態(tài)和睡眠狀態(tài)，大部分時間(如在無人入侵時)微處理器模塊處于睡眠狀態(tài)，一旦有入侵信號則通過中斷激活睡眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，即傾角傳感器模塊會產(chǎn)生一系列非直流信號觸發(fā)微處理器模塊進(jìn)入活動狀態(tài)，以節(jié)省功耗。微處理器模塊進(jìn)入工作狀態(tài)后，則啟動其內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并采用直接內(nèi)存訪問的方式使微處理器模塊內(nèi)核專心運行檢測算法，從而判斷是否有入侵。本發(fā)明監(jiān)測入侵過程如圖3所示。
(a).傾角傳感器節(jié)點啟動。
(b).獲取傾角傳感器節(jié)點位置信息，加入網(wǎng)絡(luò)，并保存相應(yīng)的路由信息。
(C).傾角傳感器節(jié)點中的微處理模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)等待外部中斷觸發(fā)。
(d).有入侵傾角傳感器輸出一個脈沖觸發(fā)微控制器進(jìn)入工作狀態(tài)。
(e).傾角傳感器節(jié)點進(jìn)入工作狀態(tài)，啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，采用直接內(nèi)存訪問，內(nèi)核完全
運行檢測算法，判斷入侵的類型。(f).傾角傳感器節(jié)點將判斷結(jié)果通過多跳網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控終端，并返回(C)。不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明通過大量的傾角傳感器節(jié)點組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，形成防入侵的監(jiān)測系統(tǒng)，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進(jìn)行有效地判斷，并將判斷結(jié)果傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，第一時間發(fā)出預(yù)警信息，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。本發(fā)明還通過在傾角傳感器節(jié)點中加入定位模塊，從而能夠準(zhǔn)確地對入侵行為發(fā)生位置進(jìn)行有效判斷。傾角傳感器節(jié)點中還加入電源模塊，利用電源模塊與微處理器模塊結(jié)合負(fù)責(zé)打開和關(guān)閉其他模塊的供電通路， 以實現(xiàn)低功耗。因此該系統(tǒng)可以隨機(jī)布設(shè)，長時間值守，不需手工布線，安裝方便，抗毀能力強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少兩個傾角傳感器節(jié)點(1)，其特征在于， 所述的傾角傳感器節(jié)點⑴安裝在可晃動的圍欄⑵上，并且組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)；所述的傾角傳感器節(jié)點(1)用于監(jiān)測是否有入侵行為，并將監(jiān)測的結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的所有傾角傳感器節(jié)點(1)是對等的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的傾角傳感器節(jié)點(1)的安裝角度與所述的圍欄(2)平面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的傾角傳感器節(jié)點(1)包括傾角傳感器模塊、微處理器模塊和射頻模塊；所述的傾角傳感器模塊用于采集圍欄傾斜角度信息，并對采集到的圍欄傾斜角度信息進(jìn)行信號處理；所述的微處理器模塊用于控制所述的傾角傳感器模塊和射頻模塊，并根據(jù)所述的傾角傳感器模塊處理的信號判斷是否有入侵行為；所述的射頻模塊用于與其他的傾角傳感器節(jié)點進(jìn)行相互通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的傾角傳感器節(jié)點(1)還包括與微處理器模塊相連的定位模塊；所述的定位模塊用于獲取所述的傾角傳感器節(jié)點的自身位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的傾角傳感器節(jié)點(1)還包括與傾角傳感器模塊、微處理器模塊、射頻模塊和定位模塊相連的電源模塊；所述的電源模塊用于傾角傳感器節(jié)點中的各個模塊提供電源并進(jìn)行管理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電源模塊包括與電池相連的太陽能電池板。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的微處理器模塊在無入侵行為時處于睡眠狀態(tài)，在有入侵行為并造成圍欄晃動時所述的傾角傳感器模塊會產(chǎn)生一系列非直流信號觸發(fā)微處理器模塊進(jìn)入活動狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圍欄防入侵無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，包括至少兩個傾角傳感器節(jié)點，所述的傾角傳感器節(jié)點安裝在可晃動圍欄上，并且組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)；所述的傾角傳感器節(jié)點用于監(jiān)測是否有入侵行為，并將監(jiān)測的結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端。本發(fā)明通過大量的傾角傳感器節(jié)點組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，形成防入侵的監(jiān)測系統(tǒng)，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進(jìn)行有效地判斷，并將判斷結(jié)果傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，第一時間發(fā)出預(yù)警信息，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。
文檔編號H04L29/08GK102254388SQ20111014538
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者丁宏宇, 何為, 夏凌楠, 李雙, 林振華, 江瀟瀟, 王營冠, 胡育昱, 趙魯陽 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所