基于WSN的小區(qū)自行車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案解析

近年來(lái)，隨著無(wú)線通信、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)以及嵌入式計(jì)算等技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了低成本、低功耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN（Wireless Sensor Network）的發(fā)展，促使WSN成為當(dāng)今活躍的研究領(lǐng)域［1］。WSN由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者［2］。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事和民用領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。本文把WSN引入到小區(qū)的自行車防盜系統(tǒng)中，給出了一套基于WSN的小區(qū)自行車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。為小區(qū)自行車的管理，尤其是防盜提供保障。
　　1 系統(tǒng)方案
　　居民小區(qū)通常規(guī)劃在兩幢居民樓中間或集中的一片區(qū)域停放自行車等兩輪車輛。如圖1所示，自行車通常被放置在指定車位中，為了加強(qiáng)對(duì)自行車的管理，本文引入WSN技術(shù)。防盜系統(tǒng)由信息采集和報(bào)警提示兩部分組成。
　　（1）信息采集
　　首先，為每一輛自行車配備一塊具有唯一ID的電子鎖作為小區(qū)內(nèi)自行車的標(biāo)識(shí)。該電子鎖具有WSN節(jié)點(diǎn)功能，可以檢測(cè)是否斷線、電池電量，同時(shí)具有無(wú)線通信能力，能夠?qū)z測(cè)到的信息以多跳方式向觀測(cè)點(diǎn)發(fā)送。為便于收集信息，同時(shí)為觀測(cè)者提供定位信息參考，在指定位置（如車棚、居民樓、路燈桿）部署匯節(jié)點(diǎn)，如圖1的Sink裝置所示。與傳統(tǒng)WSN不同的是，匯節(jié)點(diǎn)的位置不是隨機(jī)的，其部署要考慮到小區(qū)自行車停放區(qū)域的大小、小區(qū)的布局等因素。匯節(jié)點(diǎn)接收傳感節(jié)點(diǎn)的信息，并轉(zhuǎn)發(fā)給觀測(cè)者。
　　（2）報(bào)警提示
　　觀測(cè)站設(shè)置在值班室內(nèi)，如圖1所示。由運(yùn)行于PC機(jī)上的監(jiān)控軟件管理WSN收集到的信息，監(jiān)控軟件能夠顯示自行車在小區(qū)中的大致位置，顯示電子鎖的電池電量，提示更換電子鎖電池，提示電子鎖暴力開(kāi)啟，提示自行車越界。
　　
　　值班人員在得到監(jiān)控系統(tǒng)的提示后，可以快速采取相應(yīng)行動(dòng)，避免自行車失竊。
　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　小區(qū)自行車防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的核心是WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。按照在系統(tǒng)中承擔(dān)的任務(wù)劃分，可將WSN節(jié)點(diǎn)劃分成一般傳感節(jié)點(diǎn)和Sink節(jié)點(diǎn)。但這兩類節(jié)點(diǎn)只是在軟件功能上存在差異，而硬件設(shè)計(jì)并無(wú)本質(zhì)不同。