1. 研究目的与意义
1.1防盗报警器的背景 从上世纪初,报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美,报警呼救箱放置在街头巷尾,在呼救时发出声响提示,以寻求附近警察的帮助;同时,这种呼救箱直接连接到附近的警局,使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后,由于通信技术的发展,提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中,从而使得报警信息可以通达到更远的地方;不过,这种电报方式毕竟难以普及,所以稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及电话普及到千家万户,更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。 近年来,盗窃案件的层出不穷严重危害了公共财产的安全。为了保障财产安全,打击盗窃犯罪,研究防盗报警器具有非常重要的现实意义。现阶段,许多行业领域都可以见到防盗报警器的身影。具体来说,在金融行业如银行、自助取款机等地,安装防盗报警装置能够最大程度的降低抢劫等犯罪案件的发生,从而为社会治安的稳定做出巨大的贡献;在传统的军工领域,由于其行业特殊性,需要对绝大多数信息进行有效保密,因此安装防盗产品,能够第一时间发现非法入侵军工的可疑人员,并在第一时间做出应对,避免机密信息被窃取。 1.2物联网的发展与应用 物联网(Internet of Things)起源于国外,一直以来的说法备受争议,在十九世纪后期,物联网的研究逐步增多,诸多学者也对物联网进行定义,不同的学者对物联网有着不同的说法。现在常说的定义指的就是利用多种传感信息设备,如光线感应器、陀螺仪、红外感应器、RFID装置、全球定位系统、扫描器及其他多种装置,利用约定的协议,把物品与现有的互联网组合在一起而形成的一个大型网络。 物联网概念的首次提出是在1999年的麻省理工学院,由Kevin Ashton和他的同事们一起提出的,当时它只是一个用于物流管理的网络。他们将RFID射频识别技术和互联网相互结构起来,并且为每个产品建立起独一无二的标识,采用RFID技术进行识别,实现对产品信息的识别和管理。这是物联网初期发展的一个轮廓,其目的是为了表示物品的特质。这个定义覆盖范围很窄,单单是为了基于RFID的实物互联。 随着科学的进步与发展,物联网发生了翻天覆地的变化。如今的物联网已经渗透到社会的各个领域中,是人与人之间通信与信息交互需求的进步和升华,也是传统产业信息化的必然结果。物联网将虚拟信息与物理世界进行一个紧密的合作,促进了人类经济的迅速发展,使社会活动更为智能、便捷、高效。2008年,IBM公司正式提出Smart Planet 的概念,利用超级计算机和云计算,将传感设备嵌入社会各界的领域,形成物联网的全面感知。2009年,温家宝提出“感知中国”,拉开了全面建设中国物联网的序幕。 1.3单片机的发展历史及应用 上世纪七十年代,因特尔公司研究出了微型处理器,而单片机的研究也紧随其后,研制出了第一块4位单片机,并将其命名为MCS-48。它的出现为后期的单片机发展奠定了强大的基础,成为单片机发展的重要里程碑。随着4位单片机的出现,8位、16位和32位的单片机也应运而生,其自身的功能和性质也在不断的发展和进步。其中,MCS-51是使用最为广泛的8位单片机,它在4位单片机的基础上进行了更强大的功能改进,具备更多的优点。在我国,8位单片机的应用也十分广泛。 随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更强。具体说来,首先就是技术上的发展: 通过科学技术水平的不断提高,单片机的内部结构也得到了充分的优化,在单片机内部增添了更多的部件,以此来实现多元化的功能;其次是环保性能的发展: 随着人们环保意识的增强,单片机的发展也更加倾向于低功耗化,利用技术手段,在单片机的内部对其工作方式进行设置,实现空闲时低功耗的功能; 最后就是工艺技术上的发展: 随着工艺技术水平的不断提高,单片机的各方面性能也不断的被完善。目前单片机渗透到我们生活的各个领域。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。总而言之单片机集成度高、系统结构简单,使用方便、可靠性高、处理功能强,速度快等优点。 1.4 基于物联网的公司防盗报警器设计 此次设计基于物联网的公司防盗报警器系统。通过利用物联网防盗报警器,高度的集成化,响应速度快等;以单片机为核心的防盗报警器具有集成化高、应用多、可靠性高、功能强等优点,能将报警信息快速发到安保部门。基于物联网的公司防盗报警系统运用物联网和单片机,实现了对公司状况的数据实时采集,从而达到公司环境的安全判断,保障公司安全。 |
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容: 本课题的研究内容基于物联网的公司防盗报警器,以实现员工下班时,报警系统设置无人布放状态;有人闯入时,传感器探测到动作,发出电平至单片机,经单片机处理后驱动执行短信报警电路使短信模块,向公司安保发送短信实现远程防盗报警功能。系统主要研究以数据采集、短信报警模块和单片机为核心的硬件设计、电路设计、软件程序设计以及相关的控制管理软件等。 硬件设计包括:红外传感器与单片机的要求与选择以实现信号输入功能、上位机的要求与选择以实现通讯信号的收发等。 软件设计包括:数据输入模块、输出模块、通信模块等。 预期目标: (1)完成对阻止盗窃的主要可行手段的调查; (2)完成系统网络结构图要求、软件要求、硬件的主要参数收集 (3)完成公司安全系统布警、报警、预防等功能。 |
3. 研究方法与步骤
初期准备阶段:先收集查阅相关防盗报警器的资料了解有关智能防盗报警系统的基本情况,了解公司安全主要面临的主要威胁和隐患。并参考其他系统的设计方法结合此次设计运用的技术确定设计方案。
设计阶段:确定系统设计方案即设计出系统的核心模块;本课题是基于物联网的公司防盗报警器设计,单片机就是设计的中心单位,所以此系统是单片机应用系统的一种应用。
在硬件设计中通过查阅资料结合本课题的具体功能对硬件如电源、GSM模块接口卡、单片机、传感器等器件进行参数信息收集、选择。如在传感器的选择中是否符合公司安全系统功能的需求,将选择人体温度检测、人体状态、动作检测等多种检测器收集模拟信号,并选择A/D转换器将模拟信号转换为数据信号,发送到单片机进行判断,同时将数据实时通过GSM短信模块发送到公司安保系统。
4. 参考文献
[1] 吴险锋. 51单片机项目教程(C语言版),人民邮电出版社, 2016.
[2] 张毅刚,刘旺,邓立宝.单片机原理及接口技术,人民邮电出版社,2016.
[3] 沈红卫,任沙浦,朱敏杰等. STM32单片机应用于全案例实践,电子工业出版社,2017.
5. 工作计划
(1)2022.2.25—2022.3.15查阅资料,撰写开题报告;
(2)2022.3.16—2022.3.31硬件功能分析,熟悉单片机系统指令及编程语言;
(3)2022.4.01—2022.5.12设计电路原理图、编制应用程序;
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