时亮　李凌云　崔恒荣　周涛

摘要：现有基于GPS和GPRS的复合追踪系统在接近目标后，缺乏在近距离对目标定向查找的有效手段，并且由于GPS和GPRS较高的工作电流，系统不能低功耗地实时监控目标的状态。为更有效地保护文物，以JN5168无线微控制器为核心，设计了一种基于飞行时差测距和ZigBee网络的防盗追踪系统。实验结果表明，飞行时差测距在不同环境条件下相对误差低于9%。该系统可以实现动态监控、自动报警、精确定位和快速查找，体积小、功耗低、灵活性好，可在文物防盗、车辆追踪、危险品运输等领域推广使用。

关键词：ToF测距；ZigBee；GPS；GPRS；文物防盗

DIO：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.008

引言

文物作为历史文化的载体，是研究古代社会的宝贵财富，具备极高的艺术、考古价值。但是，馆藏文物的盗窃、文物运输中的失窃等造成了文物的流失。现有的文物防盗系统主要采用视频监控、红外监控与人工巡查相结合的方式，监控实时性差、系统成本高、施工复杂。

ZigBee技术面向自动化和无线测控领域，灵活性好、功耗低，普遍应用于实现复杂的大范围监测和跟踪。将ZigBee技术应用于文物防盗系统中，可以实现对文物位置信息的无线实时监控，克服现有系统实时性差、功耗高的缺点。基于飞行时差测距原理的TOF（Time of Flight）测距是一种精度较高的近距离测距方法，可用于采集文物与参考节点之间的距离信息，从而判断文物是否处于安全监控状态。同时，在追踪文物过程中，TOF测距作为接近目标后近距离定向查找的有效手段。本文将ZigBee技术和TOF测距相结合，设计并实现了一种基于无线传感网络的文物防盗追踪系统。……