專利名稱：一種圍欄防入侵無線傳感網系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及入侵監控技術領域，特別是涉及一種圍欄防入侵無線傳感網系統。
背景技術：
在一些重要場所，如機場、危險化學品集散地等，圍欄是必不可少的保護措施。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出預警信息。普通有線監控網絡存在布線麻煩的問題，并且易受供電影響導致癱瘓。現有專利申請“傾角傳感器構成的傳感器網絡圍欄防入侵檢測方法”(專利號 200810060040X)介紹了傾角傳感器構成的傳感器網絡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點通信方式和傾角傳感器節點的設計及組網方式，也沒有提供傳感器節點定位、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，需要考慮隨機安裝、抗毀能力和長時間值守的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種圍欄防入侵無線傳感網系統，可以用于大范圍場地的防入侵監測。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種圍欄防入侵無線傳感網系統，包括至少兩個傾角傳感器節點，所述的傾角傳感器節點安裝在可晃動圍欄上，并且組成自組織多跳網絡；所述的傾角傳感器節點用于監測是否有入侵行為，并將監測的結果發送給監測終端。所述的所有傾角傳感器節點是對等的。所述的傾角傳感器節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點進行相互通信，實現數據傳輸網絡形成。所述的傾角傳感器節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點的自身位置信息。所述的傾角傳感器節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點中的各個模塊提供電源并進
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，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生一系列非直流信號觸發微處理器模塊進入活動狀態。
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有益效果由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果本發明通過大量的傾角傳感器節點組成自組織多跳網絡，形成防入侵的監測系統，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進行有效地判斷，并將判斷結果傳送到遠程監控終端，第一時間發出預警信息，避免造成經濟損失。本發明還通過在傾角傳感器節點中加入定位模塊，從而能夠準確地對入侵行為發生位置進行有效判斷。傾角傳感器節點中還加入電源模塊，利用電源模塊與微處理器模塊結合負責打開和關閉其他模塊的供電通路，以實現低功耗。
圖1是本發明的基本布設圖；圖2是本發明中傾角傳感器節點系統框圖；圖3是本發明監測入侵過程的流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發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利要求書所限定的范圍。本發明的實施方式涉及一種圍欄防入侵無線傳感網系統，如圖1所示，包括至少兩個傾角傳感器節點1，所述的傾角傳感器節點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絡；所述的傾角傳感器節點1用于監測是否有入侵行為，并將監測的結果發送給監測終端3。其中，在圍欄2上安裝的傾角傳感器節點1具體高度和位置不限，圍欄2的總數不受限制，監控終端3與傾角傳感器節點1是通過無線鏈路進行通信的。所有的傾角傳感器節點1是對等的，這樣可以在某些節點遭遇阻塞時，整個檢測網絡仍能正常工作。其中，傾角傳感器節點1無線工作頻率為433MHz，節點的無線最大發送速率為5121ApS，發送功率為 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。傾角傳感器模塊內包括傳感器單元和信號調理單元，傳感器單元用于采集圍欄傾斜角度信息，信號調理單元對采集到的圍欄傾斜角度信息進行信號處理，如對信號進行濾波放大處理等。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數據，其內部還集成有模數轉換，并支持直接內存訪問，微處理器模塊是傾角傳感器節點的核心單元。射頻模塊是該傾角傳感器節點與其他節點通信的接口，用于與其他的傾角傳感器節點進行相互通信，實現數據傳輸和網絡形成。該傾角傳感器節點內還包括定位模塊，定位模塊用于獲取所述的傾角傳感器節點的自身位置信息，如可采用GPS定位模塊或北斗定位模塊提供傳感器節點的經緯度信息，以便提供發生入侵區域的位置信息。傾角傳感器節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定的閾值時便自動為鋰電池進行充電，電源模塊還能與微處理器模塊結合負責打開和關閉某些模塊的供電通路，從而實現低功耗。 傾角傳感器節點內的微處理器模塊的工作狀態分為活動狀態和睡眠狀態，大部分時間(如在無人入侵時)微處理器模塊處于睡眠狀態，一旦有入侵信號則通過中斷激活睡眠狀態進入工作狀態，即傾角傳感器模塊會產生一系列非直流信號觸發微處理器模塊進入活動狀態，以節省功耗。微處理器模塊進入工作狀態后，則啟動其內部的模數轉換，并采用直接內存訪問的方式使微處理器模塊內核專心運行檢測算法，從而判斷是否有入侵。本發明監測入侵過程如圖3所示。
(a).傾角傳感器節點啟動。
(b).獲取傾角傳感器節點位置信息，加入網絡，并保存相應的路由信息。
(C).傾角傳感器節點中的微處理模塊進入休眠狀態等待外部中斷觸發。
(d).有入侵傾角傳感器輸出一個脈沖觸發微控制器進入工作狀態。
(e).傾角傳感器節點進入工作狀態，啟動模數轉換，采用直接內存訪問，內核完全
運行檢測算法，判斷入侵的類型。(f).傾角傳感器節點將判斷結果通過多跳網絡傳送到監控終端，并返回(C)。不難發現，本發明通過大量的傾角傳感器節點組成自組織多跳網絡，形成防入侵的監測系統，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進行有效地判斷，并將判斷結果傳送到遠程監控終端，第一時間發出預警信息，避免造成經濟損失。本發明還通過在傾角傳感器節點中加入定位模塊，從而能夠準確地對入侵行為發生位置進行有效判斷。傾角傳感器節點中還加入電源模塊，利用電源模塊與微處理器模塊結合負責打開和關閉其他模塊的供電通路， 以實現低功耗。因此該系統可以隨機布設，長時間值守，不需手工布線，安裝方便，抗毀能力強。
權利要求
1.一種圍欄防入侵無線傳感網系統，包括至少兩個傾角傳感器節點(1)，其特征在于， 所述的傾角傳感器節點⑴安裝在可晃動的圍欄⑵上，并且組成自組織多跳網絡；所述的傾角傳感器節點(1)用于監測是否有入侵行為，并將監測的結果發送給監測終端(3)。
2.根據權利要求1所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，其特征在于，所述的所有傾角傳感器節點(1)是對等的。
3.根據權利要求1所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，其特征在于，所述的傾角傳感器節點(1)的安裝角度與所述的圍欄(2)平面垂直。
4.根據權利要求1、2或3所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，其特征在于，所述的傾角傳感器節點(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點進行相互通信，實現數據傳輸和網絡形成。
5.根據權利要求4所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，其特征在于，所述的傾角傳感器節點(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點的自身位置信息。
6.根據權利要求5所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，其特征在于，所述的傾角傳感器節點(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點中的各個模塊提供電源并進行管理。
7.根據權利要求6所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，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.根據權利要求4所述的圍欄防入侵無線傳感網系統，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，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生一系列非直流信號觸發微處理器模塊進入活動狀態。
全文摘要
本發明涉及一種圍欄防入侵無線傳感網系統，包括至少兩個傾角傳感器節點，所述的傾角傳感器節點安裝在可晃動圍欄上，并且組成自組織多跳網絡；所述的傾角傳感器節點用于監測是否有入侵行為，并將監測的結果發送給監測終端。本發明通過大量的傾角傳感器節點組成自組織多跳網絡，形成防入侵的監測系統，可以對切割圍欄、攀爬圍欄的行為進行有效地判斷，并將判斷結果傳送到遠程監控終端，第一時間發出預警信息，避免造成經濟損失。
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 優先權日2011年5月31日
發明者丁宏宇, 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:中國科學院上海微系統與信息技術研究所