摘 要：随着我国人口的增长，室内公共资源（如图书馆、商场、教室等）的有限性变得日益突出。因此，对于资源有限的公共场所进行实时的人数统计，有助于人们做出更加合理的资源分配，节约人们在排队和寻找空间上消耗的大量时间。针对上述需求，设计了基于ZigBee的无线室内人数统计系统。该系统采用多组红外传感器组成人数信息的感知模块，然后通过ZigBee无线组网来实时收集传感器数据，并根据这些数据分析室内人数的变化情况，从而计算得到室内实时人数。实验结果表明，该系统能够有效统计室内人数信息，并具有低成本、低功耗、实时性强等特点。
关键词：ZigBee；无线传感器网络；室内人数统计；红外传感器
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）09-0010-03
0 引 言
随着人口的增长，我国城市室内空间有限性与人口众多的矛盾日益突出，这个问题在公共场所的资源利用方面尤其严重。因此，在图书馆、博物馆、商场、高校教室等资源有限且人员流动性强的公共场所进行人数统计显得尤为重要：一方面，用户可以根据各个场所的实时人数统计信息为自己的行程做出安排，节约了宝贵的时间；另一方面，公共场所管理人员也可以利用人数统计系统掌控各个场所的使用情况，做出更加合理的资源分配和场所安全等管理措施[1]。根据上述需求，本文的研究工作设计了基于ZigBee技术的无线被动式红外传感器，并通过ZigBee网络收集多个传感器的检测信息，由此作出室内人数的精确统计。相比于现有的人数统计系统[2-3]，本文设计的基于ZigBee的无线室内人数统计系统具有低成本、低功耗、实时性强等优点。
1 系统的整体架构与功能
基于ZigBee的室内人数统计系统如图1所示，主要包括感知系统、ZigBee网络和上位机。系统利用部署在房间门口的两个被动式红外传感器检测人员进出信号，并通过ZigBee网络将传感器数据发送给协调器节点；协调器节点通过对比两个传感器检测信号接收的先后顺序，得到该房间人员出入情况，并由此计算出室内人数，并将实时人数统计结果通过串口发送到上位机进行保存和显示。
2 硬件设计
2.1 传感器采集模块
传感器采集模块的设计是系统能否准确感知人员进出的基础，该模块主要由被动式红外传感器、BISS0001芯片、外部电路模块、菲涅尔透镜等部分组成。图1所示是基于ZigBee的无线人数统计系统架构图。
图1中，被动式红外传感器能够将探测到人体发出的红外热辐射信号并转换为电信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。被动式红外传感器[4]已被证明能够较好地探测到活动的人体，同时具有价格低廉、功耗低、安装简单等特点。
BISS0001是CMOS数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。BISS0001可与被动式红外传感器完美匹配，对采集的电信号进行处理[5-6]。通过调节外接电路的电容和电阻可以得到适合各种场合的延时时间和高电平锁存时间，由此保证统计结果的精确度。
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