校内自行车防盗跟踪系统的设计

4 软件系统设计
(1) 网络描述:
入网:
当安装有设备节点的自行车进入传感器网络时,用户打开设备节点使其处于工作状态,此时,设备节点发送广播信号,所有收到广播信号的Router节点回复一个信号,设备节点从接收到的回复信号中进行选择,因为设备节点所处的位置可能有多个传感网络,所以设备节点会选择一个信号质量较好的网络加入。
入网后,设备节点会重复多次向本网中所有的锚节点发送一个一跳信号,所有锚节点接收到这个一跳信号后,会计算接收到的平均信号强度,根据这个平均信号强度,和锚节点本身设置的坐标信息,来计算出设备节点的位置信息,并告诉设备节点。
得到位置信息后,设备节点会经过Router节点连接到协调器,把自己的位置信息以及自己所处的传感网络的网络号经感知平台发送给物联信息处理中心。此时,物联网络中心就可以知道这个要保护的物体在校园的具体位置了。
整个入网流程如图5:

报警:
当设备节点开启并初始化完成后,且已经把自身的位置信息告知了物联信息处理中心,则此时,设备节点已经处于警戒状态。
当有人移动物体时,会影响加速度传感器作出反应,触发设备节点,设备节点此时处于高度警戒状态,连续的向锚节点发送信号,来获取自己的位置信息,间隔发送时间设置为1秒。当别人是无恶意的移动时,比如可能是挪动自行车以便别人存放其它自行车,在处理流程上可以理解为物体只是移动了很短的距离,则认为是无恶意移动,不作出报警反应。当物体移动了很远的距离,超过了门限值,则认为发生了盗窃行为,立即启动报警反应,同时报警信息将通过协调器上传到物联信息处理中心,并通过移动网络告知物主本人,并启动学校应急预案。
跟踪:
当物体的设备节点确认遭窃后,设备节点会连续发送广播信号,根据收集到的Router节点的回复信号的强弱,判断自己现在位于哪个传感网络,并随即向此传感网络中的锚节点发送信号,来确认自己在此网络中的位置。之后设备节点将自己最新的位置信息经协调器、感知平台上传到信息处理中心,从而实现跟踪功能。同时结合校园内已有的监控资源,有效帮助安保人员制止盗窃分子得逞。
整个警戒、报警、跟踪流程如图6。

(2) 上位机设计
上位机是信息处理中心,是一个中心服务器,负责管理各个传感网络,并对各个网络传来的数据进行分析处理。当设备节点入网后,信息处理中心记录其位置信息,包括属于哪个传感网络,位于传感网络中的位置等信息。当设备节点发出报警信息后,将报警信息上传给信息处理中心,启动所在区域的闭路监控设备。各部分系统联动,阻止盗窃行为的发生。
采用VisualBasic6.0软件开发图形界面,提供良好的人机界面,方便人机交互,该软件支持可视化编程和面向对象技术。VB 软件的设计实现是首先根据特定的通信协议完成PLC 与上位机之间通信,使上位机能正确读出PLC 指定数据区的内容,然后将数据显示出来。
实际效果如图7:

5 应用范围
本系统可以移植应用在各处防盗的场所,比如对档案室内档案的管理,学生笔记本的防盗,金银首饰的防盗,小型工厂内贵重器械的防盗等等,都是可以实现的。系统主要的功能就是防盗,所以在物品防盗方面,应用此系统可以给人们减少很多麻烦。
本系统实际应用在大庆石油学院部分区域的布置示意图如图8:

6 结束语
目前,越来越多的学校学生抱怨自行车丢失的问题,本系统主要是利用重力加速度传感器来判断自行车的丢失情况,利用ZigBee无线传输和定位的特点用于校园的自行车防盗,可以帮助学生解决丢车的问题。这套防盗系统同样可以植入其它的应用领域,可以实现对物品的监控,便于人们的管理,使科学技术更好的服务于人类。

参考文献:
[1] 彭晓珊.关于物联网技术发展及应用前景的研究[J].汕头科技,2010,(1):25-26.
[2] 冯培昌,周晓云,陈孝伟.无线传感网络探讨[J].电气自动化,2005,27(5):73-74.
[3] 孟敬,刘寿强,冯建.基于zigbee的智能交通车辆数据采集器的设计与实现[J].传感器世界,2011,6:30-31.
[4] 韩磊.基于WSN的小区自行车防盗系统的设计[J].微型计算机与应用,2011,30(2):112-113.
[5] 王志宇,刘辉,张千里.自认知型物联网的结构模型研究及其应用[J].自动化技术与应用, 2011,30(6):38-40.