如何用WSN设计一套智能家居安防系统

2016-11-05 08:44

　　人们对生活品质的追求越来越高，更加向往安全、智能和健康的家居环境。传统智能家居安防系统功能单一、效率低下、误报率较高、维护成本大、不能很好地与快速发展的互联网技术相融合，已经难以满足市场及大众对家居安防系统的要求。现代无线传感器网络技术（WSN）和物联网技术的发展使得网络化的智能家居安防系统具备了安全、智能、便捷、环保的特性，同时保证系统的实时性、高可靠性、低误报率、低功耗及低成本维护。为此，本文提出基于具有低功耗、自组网、低速率、低成本和双向通信特性等特点的WSN和智能手机Android平台，利用家庭网关构建能进行视频数据的采集、传输及网络后台存储的智能家居安防系统，同时该系统可利用Internet网络实现远程监控。

　　1、系统方案设计

　　系统的WSN部分采用ZigBee协议，由多个终端节点和一个协调器组成，各终端节点可自组织网络，数据最终汇聚到协调器节点，然后通过家庭网关接入互联网。用户能够在PC端、机顶盒、手机客户端通过Internet完成对智能家居的远程监控。家居内各传感器信息通过终端节点上的GPIO口采集经WSN网络无线发送至协调器，协调器通过USB-TTL模块与家庭网关完成数据通信，家庭网关将数据上报至服务器。为了降低本安防系统的误报率，确保其高可靠性，无线传感器网络中负责采集可燃气体浓度的传感器特意选用高灵敏度的可燃气体传感器，并结合集成在终端节点协议栈内部的防误报算法，确保信息的准确性及可靠性。

　　WSN网络协调器与家庭网关的通信需要在USB-TTL模块的转换下完成，USB-TTL模块驱动开发基于Linux系统，为了实现智能家居安防系统的智能化，按照冗余设计需求使该模块的设备描述符会能识别USB接口变动，并对可能变换的设备描述符进行读写操作。系统整体设计方案如图1所示。

基于WSN的智能家居安防系统设计