基于移动网络的防盗系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于移动网络的防盗系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括：微型化、 数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。 它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。 在防盗系统中我们使用最多的就是红外传感器、光电传感器和振动检测传感器。 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 7 红外探测器 红外探测器 [6]曾广泛用于各种领域如建筑、安全、家电和工业等领域，功能多种多样，包括运动检测、温度测量、计数以及火灾 /气体检测等，红外探测器已从最初的仅具有基本运动检测功能的单像素热电探测器发展到可以应用于更复杂的系统、更多样化的高端设备市场如温度感测或 者气体 /火灾探测、光学检测等。 红外探测技术可根据其发出方式不同，可分为主动式和被动式两种。 1. 主动红外探测器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。 当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。 主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的但光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。 2. 被动红外探测器在电子防盗探测器领域应用非常广泛，因其价格低 廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。 被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。 探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。 红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。 一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。 被动红外深测器最大的优点是本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，而且价格低廉，方便普及。 但它也 存在着一些不足，比如它容易受各种热源、阳光源干扰；穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，从而引发误报或漏报。 被动式红外探测器作为红外技术在电子防盗探测器领域应用最多的一种产品，已经成为人们生活中不可或缺的一部分，但其不容忽视的误报或漏报现象层出不穷，如何改进将成为被动式红外探测器一直追寻的方向。 在防盗报警器中，红外探测技术是被应用的最多的一种，其方式也有不同。 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 8 光电传感器 光电传感器 [7]是一种光电效应的传感器，主要由光源、光电 器件、光学通路组成，它能将检测到的细微变化转变成光信号，再由光信号转化成电信号。 光电传感器可以用来检测引起光量变化的非电量（光照强度、分析气体等）和转化成光量变化的非电量（形状、速度等），而且具有精度高、反应灵活、非接触式的优点，已经在人们的生活中得到了广泛地应用。 光电传感器防盗报警系统采用非接触式光电技术，具有易安装、体积小、准确性高、可靠性强且能实现大面积监控及“一对多”的远程监控等优点，使其在教室、办公室、居民区、商场、仓库等不同场所有着广泛的应用。 当偷窃者入侵监测区时，会引起光量变化。 光电探测器 检测到光量变化后经过电路处理光信号转化成电信号，再经过编码译码触发报警系统，从而实现防盗报警。 振动检测传感器 某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。 当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。 当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。 相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。 依据电介质压电效应研制的一类 传感器称为为压电传感器 [8]。 测量时，将传感器基座与试件刚性固定在一起。 当传感器感受到振动时，由于弹簧的刚度相当大，而质量块的质量相对较小，可以认为质量块的惯性很小，因此质量块感受到与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力作用。 这样，质量块就有一正比于加速度的交变力作用在压电片上。 由于压电片具有压电效应，因此在它的两个表面上就产生了交变电荷（电压），当振动频率远低于传感器固有频率时，传感器的输出电荷（电压）与作用力成正比，即与试件的加速度成正比。 输出电量由传感器输出端引出，输入到前置放大器后 就可以用普通的测量器测出试件的加速度，如在放大器中加进适当的积分电路，就可以测武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 9 出试件的振动加速度或位移。 RFID 技术 射频识别 [9]（ RFID）是一种 无线 通信技术 ，可以通过 无线电 讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立 机械 或者 光学 接触。 无线电 的信号是通过调成无线电频率的 电磁场 ，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。 某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。 标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。 与条形码不同的是，射频标 签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。 目前 RFID 技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。 GPS 定位技术 GPS 含义是：利用卫星进行实时测量和测距信息采集，使得构建成全球的定位系统。 目前国际上都已经公认全球定位系统的简称为 GPS。 GPS[10]定位系统分为三部分：一是空间部分，它就是 GPS 卫星星座；二是地面的控制部分，即地面上的监控系统；三是用户的设备部分，就是其 GPS 信号接收机。 三者含有各自独立的功能、作用。 以下分别介绍三部分的组成结构。 GPS 的伪距定位基本原理为 ：卫星的不间断发送星历参数与时间信息。 GPS的接收器通过接收测量范围的卫星，就可以收到关于伪距的方程，把这些方程结合它所接收的卫星星历数据，在通过计算处理，最后得出接收器的三维处理、三维方向还有运动速度和时间信息。 单点定位是指依据接收器的采集数据来确定待定点所在的地心坐标的绝对位置。 但它只能使用伪距测量，可以运用车辆等的定位。 差分定位就是依据多台接收器的观测数据来确定观察地点之间的的相对位置的方法，它既可以采用伪距测量也可以采取相位观测量，大地测量以及工程测量都应该采取相位观测值再做相对定位。 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 10 第 3 章 防 盗系统 总体 设计 网络 防盗 系统 主要有 三 部分组成： 控制中心 ，前端探测器，传输设备。 防盗系统的功能的实现并不是由单一安防产品所能完成，它必须借助一整套的安防设施来完成。 控制 中心主要是管理和接受各类信号，并进行及时处理和存储，并输出相应的报警声光电的信号，及通过电话，网络，无线电话网络等传输出去报警的具体信息，起着重要的处理分析和判断功能。 前端探测器是防盗系统中最重要的部分之一，报警的发生和误报率的降低都是有前端探测器性能所决定，只有前端探测器性能优越才可以实现高性能的防盗系统的警戒作用，也是减低误报率的关键。 网络 传输设 备是防盗系统中重要部分之一， 本系统采用网络模块，利用成熟的网络覆盖全国甚至全世界 ， 24 小时在线，通过程序控制可以在任何地方完成对失窃物品的锁定。 该系统在不使用时不产生任何费用，适用于普通大众。 防盗总体设计 该防盗报警系统是依托 GSM 网，利用 GSM 无线通信业务及短消息服务业务，对物品进行远程监控。 主控装置采用单片机的控制，功能由软件编程实现： GSM手机控制方式有两种方式，一种是模拟键盘控制方式，采用双 DTMF双音信号编解码实现数据信号发送接收。 一种是采用 GSM手机串行数据接口，利用GSM网络消息服务业务，实现数据信号发送接收。 采用 GSM手机串行数据接口方式，控制方便简单，是首选方案。 本系统选定西门子 TC35i手机模块，并提供了数据接口协议。 系统实现原理方框图如图。 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 11 图 系统原理方框图 防盗报警系统的主要工作原理：当接入电路时，若警情检测电路检测到警情信号时，输入 AT89S52单片机，通过判断处理后 ， AT89S52通过无线调制解调器接入数字移动通信系统（ GSM），拨打预存电话号码。 硬件 系统 总体设计方案是根据 系统 功能的要求和系统构成的需要来设计防盗系统，其总体设计方案如。 根据实际系统的需要和产品的性价比，选用 Atmel 公司生产的 8位单片机 AT89S52，作为系统的控制器，配有无线调制解调 GSM模块、警情检测电路 主 控 中心 主控系统是整个防盗系统的核心，本系统选用 Atmel公司 生产的 AT89S52微处理芯片作为控制器。 控制系统主要完成以下工作。 1. 处理传感器采集到的报警信息，对报警信号进行综合判断，确定警情，从而做出正确的判断。 2. 与 GSM模块建立通讯，完成对 GSM模块的初始化以及报警 系统的设置。 3. 完成单片机系统， GSM模块之间的数据协议转换，包括将报警信息转换成符合 SMS协议的数据格式并传递给 GSM模块进行发送，以及将 GSM模块收到的短信控制命令转换成相应的控制信号。 主控系统的单片机选用 Atmel 公司 生产的 AT89S52微处理芯片，该芯片 与射频识别 主控中心 电源 GSM 模块 用户 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 12 MCS51单片机产品兼容 、 8K字节在系统可编程 Flash存储器 、 1000次擦写周期 、 全静态操作： 0Hz～ 33Hz、 三级加密程序存储器 、 32个可编程 I/O口线 、三个 16位定时器 /计数器 八个中断源 、 全双工 UART串行通道 、 低功耗空闲和掉电模 式 、 掉电后中断可唤醒 、 看门狗定时器 、 双数据指针 、 掉电标识符。 GSM 部分 利用通讯模块进行数据通信，就是将数据体作为短消息的内容，从发送方的通讯模块发送出去，通过短消息中心进行转发，接收方通讯模块收到此短消息后即存储在 SIM卡上，模块外接的控制器（单片机）从模块中读取短消息后，根据需要将无用的信息去除，取出有效信息，然后将 SIM卡中的短消息删除，这样就完成一次单向数据的传输。 利用通信模块的短消息方式实现数据的发送和接收具有通信成本低、系统容量大、抗干扰能力强等优点，而且短消息经过服务中心再到 达目的地的特点使通信模块无需 24小时开机，降低了系统功耗。 目前国内已经开始使用的 GSM模块有 CENTELPIML的 2D系列、西门子的 TC35系列、 Wave的 WMOZ系列、爱立信的 DMIOIDM20系列、中兴的 ZXGM18系列等，这些模块的功能、用法差别不大。 其中西门子的 TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。 所以本系统的设计选用的是西门子 TC35系列的 TC35i。 这是西门子推出的较新的无线模块，功能上与 TC35i兼容、设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。 TC35i与 GSM 2+兼容、双频（ GSM900/GSMI800） ,RS232数据口、符合 ETSI标准。 ，且易于升级为 GPRS模块。 TC35i模块同时还支持 RTSO/CTSO的硬件握手和XONIXOFF的软件流控制。 该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准饿AT指令接口，为数据、语音、 短信息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。 射频识别部分 报警信息通过 应答器 可以直接安装在系统板上， 若发射器接收到寻址信号，在设定时间内反馈应答信息，则说明物品没有被盗 的可能，反之，物品被盗或远武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 13 离安全距离，应答器发出警情信号，以提示用户。 软件 系统 系统软件包括三个方面内容， 警情信号 ，单片机对输入输出信号处理，通过单片机控制 GSM模块向手机发送短信。 如图 ： 图 软件 系统 总体设计 物品被盗或远离安全距离，应答器发出 警情信号， 主控中心检测到有效信号经 A／ D 转换后输入到微处理器中进行处理和判断， 通过解调器将 评判结果经GSM 的 AT 指令 发送至用户手机。 射频识别 主控中心 GSM模块 用户手机 警情信号 处理 解调器 短信 电话 A/D 转换器 武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文） 14 第 4 章 防盗系统 硬件 实现 本文设计的防盗系统是一种能与手机实现互相通信的装置。 装置由单片机及其外围电路构成，它的输入口与被检测的对象相连接、只要被检测对象的平衡点被破坏，。