红外防盗系统的研究与设计开题报告

 2023-11-17 09:51:19

1. 研究目的与意义

随着科学技术的进步以及互联网的快速普及,单片机的各种技术被广泛地运用到了当今社会工业、家电、通信、汽车电子、医疗、家庭服务、消费电子产品等各个领域。单片机的应用已经渗透到了人类的日常生活中,改善了我们的生活环境。在其中,智能家居是当代科技发展的热门话题之一,智能家居是以住宅为平台,利用网络通信技术、自动控制技术、综合布线技术等将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,是在互联网影响之下物联网的体现。

红外技术已经成为当代科学技术的重要组成部分,在各领域都得到了广泛的应用。红外技术应用具有抗干扰能力强、准确度高等的优点。由于红外光是不可见光,有很高的隐蔽性,同时,它不用借助自然光的作用,自身便可发射红外线光,夜晚视觉范围广、受环境影响小,所以很适用于做防盗警报系统。

随着人们生活水平的不断提高,人们对财物的保护意识也随之增强,人们将智能家居、单片机、红外技术等有效结合在一起,家用红外防盗系统应时而生,其拥有广泛的发展前景。

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2. 课题关键问题和重难点

考虑到当前市面上红外防盗系统的弊端:(1)系统内部网络大部分是按有线连接,安装繁琐,功能升级与设备维护比较困难;(2)所用服务器功耗大,设备复杂;(3)虽有小部分产品实现无线控制,但功能定位单一,设备控制多功能化方面欠缺。本设计选择运用STM32作为主控进行红外防盗嵌入式系统的设计,通过单片机与智能家居有机结合在一起,该红外防盗嵌入式系统将红外模块、摄像头模块、烟雾传感器模块、报警通信模块结合在一起,想要设计出能及时探测陌生人非法入室并发送警报的防盗功能探测家中烟雾异常和可燃气体泄露并及时发送警报的防火防气体中毒功能和监控拍照功能,同时也应该具有响应迅速、反应准确、构造简单、价格便宜的优点,适于推广应用。对该选题的研究也有助于智能家居的进一步研究与发展,进一步完善红外技术应用和嵌入式设计的理论体系,促进了本专业知识的体系发展。

3. 国内外研究现状(文献综述)

1800年英国物理学家F.W赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,发现了红外线。自此开始了热门类历史上红外技术的研究,从此红外技术不断走向成熟。

红外技术最初的发展应用是红外光谱仪,随着红外探测材料技术的发展应用,红外技术目前已广泛应用于环境监测、分子类型和结构判定、石油勘探与分析、质量检测、交通运输、安全报警、医疗保健等一系列领域。其方法和原理日益成熟,各类红外器件层出不穷,仪器的精度也在不断地提高促进了红外技术的全面发展。由华东地质学院计算科学与系统工程系的潘小青和刘庆成发表的《红外技术的发展》[1],介绍了常见红外技术的应用 ,如红外光谱法、红外热像仪、光纤技术等 ,探讨了红外检测仪的类型和检测原理。让人们对红外技术应用更加了解。

在《基于51单片机的防火防盗系统的设计与实现》[2]的研究中,作者针对家庭防火防盗问题,设计并实现了一款基于51单片机的防火防盗系统。该系统利用STC89C52作为主控制器,采用DS18B20温度传感器、MQ-2烟雾传感器、热释电红外传感器和摄像头进行室内数据采集,通过SIM800使系统与用户手机互联。经测试,系统功能正常,能在一定程度上达到保护人们生命财产安全的目的。

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4. 研究方案

该设计通过下述技术方案实现:

该系统以STM32单片机为主控,由控制器单元、检测单元、警报单元组成。控制单元由STM32及其外围电路组成,检测单元由红外开关组成,报警单元主要包括GSM模块以及OV7670摄像头模块,系统框图如图1所示。

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5. 工作计划

2022-2022-1学期:

第15-16周:完成选题,查阅相关中英文资料。

第17周:与导师沟通进行课题总体规划。

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