(1)低功耗设计
无线防盗报警探头采用纽扣电池供电,需要低功耗的处理器。本方案选用Atreel公司的ATtiny44处理器。ATtiny是Atmel公司的低功耗系列产品,ATtiny44具有3种可单独选择的低功耗休眠模式,使ATtiny44在电池供电设备上有良好的表现。应用软件可在需要时调整系统时钟频率以达到最佳功耗性能,例如在系统闲置时调慢微处理器部分模块的时钟频率。利用AVR Power Stop System,用户停止使用微处理器时可以关闭定时器、ADC等能耗模块,ATtiny44在掉电(PowerDown)模式下耗电量还不到10O nA。要求无线传感器的体积尽可能小,以便安装,ATti-ny44小巧的封装也使得整个无线传感器体积大为缩小。ATtiny44平时工作在掉电状态下,为功耗最小模式。当有报警信号时处理器从中断中唤醒,判断是否为盗贼入侵,如果不是则重新回到掉电模式,如果是盗贼入侵则启动无线发射模块发射无线报警信息。
(2)红外热释电传感器
在自然界,任何高于绝对温度(-273 K)的物体都将产生红外光谱,不同温度的物体释放的红外波长是不一样的,红外波长与温度相关,而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。人体都有恒定的体温,一般在37℃左右,会发出10 mm左右特定波长的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。被动红外探头的传感器包含2个串联的热释电元件,2个电极化方向正好相反,环境背景辐射对2个热释电元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,此时探测器无信号输出。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,经检测处理后就能产生报警信号。
(3)无线发射模块
无线传感器的无线发射模块选用的是Chipcon公司的CCll50单发芯片。CCll50具有丰富的频率资源,需要极少的外部元件。CCll50具有休眠状态,在没有报警信息的时候,可以将其设置为休眠状态,减少电池的电量消耗。当有报警信息时,无线发射模块被唤醒,发射报警信号完成后无线发射模块关闭。
2.2 家庭主机设计方案
家庭主机是整个家庭智能防盗报警系统的核心,其自身既可以在收到报警信号后独立报警,驱走盗贼,还能发送报警短信到小区主机和地区主机,通知安防人员尽快到来。家庭主机硬件结构如图2所示。
(1)无线收发模块
家庭主机采用Chipcon公司的CCllOO无线收发芯片,该芯片可与CCll50单发芯片匹配使用,具有丰富的频率资源,接收灵敏度高,完全可以满足室内无线传感器信号的接收任务。当接收到无线报警信号后,CCll00将接收到的数据传输给单片机,单片机对数据进行分析,然后发出声光报警和短信报警信息。