ZigBee技术语音图像无线监控系统的设计与实现

体硬件结构如图4所示。

图5 数据发送和接收流程图

从摄像头输出的图像数据已经得到了较好的压缩，速率为几十kb/s，所以本系统使用RS-232串行口进行通信。由于RS-232串口的电平较高，必须经过MAX3232电平转换后再送至射频收发模块的异步串口上，经调制发送出去。接收端射频收发模块直接通过USB口插在上位机上，实现与上位机通信并对节点供电。
由于摄像头的供电电压为12V，射频收发模块的供电电压为2.7～3.6V，所以本系统使用12V和3.3V两组电源供电。

系统软件设计

在系统软件设计时，节点采用串口通信模式，利用中断的方法完成数据的接收和发送。数据的传送采用主从节点方式，利用USB接口实现与PC通信。要发送的数据按照Zigbee协议规定的最大帧长度打包，加上网络层、媒质访问控制层和物理层的帧头，将数据通过SPI总线，按用户要求发送到接收端的射频收发模块。当从节点向主节点发送中断请求时，自动转入中断服务子程序实现接收信息包和数据处理。本系统数据的发送和接收流程如图5所示。

图6 图像无线传输仿真结果

仿真结果及在工业控制中应用

在监控端采用Java编写的监控管理软件，通过串口、波特率、延时时间、红外灯、图片尺寸、图像传输时间等方面调节，向无线传感器网络发送监控命令，接收传感数据信息，实现图像数据的处理、接收、存储和显示等，将来自无线传感器网络的大量感知数据，以直观的方式呈现给工作人员。仿真结果如图6所示。
随着社会的进步和发展，在工业生产过程中首要强调的是安全问题。在那些危险的工业环境如矿井、核电厂、钢材加工厂中，可以使用该系统进行过程监控实施安全检查。在工业自动化生产线上，利用该系统可以大大改善工厂的运作条件，大幅度降低检查设备的成本。同时，由于可以提前发现问题，能够减少因生产事故带来的损失，促进生产的顺利进行，缩短设备停机时间，提高效率，并延长设备的使用时间。

结语

仿真结果显示，该系统可以在隧道、煤矿等环境比较恶劣的场合很好地实现语音和图像的实时无线传输，工作可靠、性能齐全，总体性价比较高，有着广泛的应用前景。其还可适用于工厂、银行、超市、监狱、酒店、商场等领域，具有一定的推广价值。