论文-基于PIC系列单片机的防盗系统设计.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途海 南 大 学 毕 业 论 文(设计)题 目: 基于PIC系列单片机的防盗系统设计 学 号: 20070736020 姓 名: 陈 肖 前 年 级: 07电气4班 学 院: 工程学院 系 别: 电气系 专 业: 电气工程及其自动化 指导教师: 许 峰(博士) 完成日期: 2010 年 06月 22 日 摘 要本系统是一个综合性防盗方案,它是由PIC单片机、传感器网络、声光报警电路及其它附属电路构成的新型综合控制的分布式防盗报警系统。由于该系统采用了传感器网络采集信号、经PIC单片机综合分析后发出报警信号,所以它能使系统的误报率有效降低,并使系统的可靠性大为增加.因而在
2、家居,工厂,仓库,商店及金融等部门的安防设备市场极具发展前景。文章简要介绍了各种防盗产品及做了部门防盗分析,阐述了系统的工作原理,介绍了软件的设计思想,并给出了主程序的流程图。本文在分析比较国内及国外现有各种防盗报警器技术特点的基础上,以PIC 单片机控制技术为主要核心,开发出一款新型的商用防盗报警器,在商用防盗报警器性价比的改善上取得了一定的进展。关键词 PIC单片机;传感器网络;RS485总线;分布式防盗报警系统 AbstractIts an intergrated burgla-proof system,consisting of PIC and other accessory circ
3、uits,which forms a distributed comprehensively controlling system of burgar alarm。It applies transducer-network to recieve and collect singles and then sends out a warning after a series of comprehensive analysis of microcontroller,both of which enablethe system to greating decreasa the error rate a
4、nd improve its reliabiliy with these merits,it will have a promising development future in the market of its application in families ,factories,warnehouses,stores,finance companies and so on.this article introduces briefly various anti-theft products and burglary,elaborates the working principles of
5、 this system ,presents the design theory of the software and drow a flow chart of the main procedure.文档为个人收集整理,来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络Key Words:PIC microcontroller;transducernetwork;RS485 line; Distributed antitheft alarm system目 录前言4第一章 防盗产品及部门防盗需求分析62.1防盗产品的现状分析62.2防盗需求分析7第二章 相关技术及器件的基本介绍93.1传感器的基本知识
6、103。2 PIC系列单片机介绍113.3 RS485总线介绍12第三章 防盗报警系统方案设计123。1硬件系统总体设计123。1.1传感器网络设计133.1。2信号处理电路的设计143.1.3下位分机及其附属电路设计153。1.4上位主机及其附属电路设计153.2软件系统总体设计16第四章 结论17参考文献18前言目前,我国市场上的家用防盗报警器种类繁多,功能不一,其中既有进口的,也有国产的。进口产品虽说在性能参数上占有优势,但其价格往往较高;国内产品在价格水平上占有优势,但其性能又常常较低,消费者经常会因在进口产品和国内产品之间取舍两难而伤神。因此,开发性价比较高的国产新型家用防盗报警器就
7、具有了广阔的市场前景和突出的实用意义.本文在分析比较国内外现有家用防盗报警器技术特点的基础上,以PIC 单片机控制技术为核心,开发出一款新型的家用防盗报警器,在家用防盗报警器性价比的改善上取得了一定的突破1设计的目的在于明确设计课题的具体要求,通过查阅资料,了解各种方案的优缺点。同时,结合自己所学的专业知识,取长补短,提出相应的的实现方案。因此,调研是一项非常重要的工作。在调研过程中,需要完成两项主要工作。第一,熟练地进行文献资料检索与查询,即了解国内外与设计课题相关的先进技术和发展趋势;了解现有常用技术、方案的优缺点;了解与设计课题有关的硬件、软件开发的思路。第二,针对问题,提出解决的方案:
8、学生需要认真分析各种技术、方案的优缺点,并通过独立思考,提出自己的实现方案。我选择的设计课题是“基于PIC系列单片机的防盗系统设计”。我们知道,随着社会的进步,家居,工厂,仓库,商店及金融等部门设施越来越好,里面经常放置特别重要的物品。但是,这些设备大都缺乏系统的保护措施,使得贵重设备被盗事件常有发生。这给正常的人们社会活动带来了很大的不便,同时也会给国民经济带来很大的损失。因此,设计一个合理的、性价比高的设备保护方案,对于保证国民经济活动正常进行具有非常重要的意义。在调研过程中,我按照调研任务的基本要求,完成了以下工作:首先,介绍了防盗的相关技术及所用器件;然后,结合常见盗窃案件的特点和设计
9、课题的基本要求,提出了“基于PIC系列单片机的防盗系统设计”的设计方案。第一章 防盗产品及防盗需求分析1.1防盗产品的现状分析随着微电子技术、通信技术的飞速发展,现代防盗产品已经取得了巨大的发展和进步。现有报警设备主要朝两个方面发展,其一是探测器技术和探测器的发展;其二是远程报警系统的发展。探测器的发展主要出现了被动红外传感器、超声波传感器、微波传感器和振动传感器等.远程报警系统主要有有线式报警系统、无线式报警系统,报警联防网络等。这些设备、系统大都具有高智能功能化、低功耗等特点.分析市场上现有的防盗产品,主要存在两大类:第一类是基于微动开关的简单防盗产品.它的原理是使用微动开关作为触发开关,
10、当被保护的物品被非法触碰、非法移动或损坏时电路闭合,电流(或电压)经放大电路驱动所带的扬声器发出警报.这类产品只是单纯依靠硬件电路来实现,电路简单,但容易遭到损坏,且误报率高,布防撤防比较麻烦,使得防盗系统的安全系数大大降级,这导致很多人不愿意使用这种防盗报警系统。第二类是采用单片机技术、传感器技术、无线通信技术的设计的智能化防盗系统.从规模上来看,这类系统又可以分为三种,即小规模、中规模和大规模防盗报警系统。一,小规模报警系统:例如无线式系统.这类系统的基本原理是采用单一传感器或微动开关来监测设备,当检测到有盗贼侵入时,无线通信模块发出相应的信号通知相关人员,并发出警报。这类系统具有安装方便
11、、简单的特点,但它的覆盖面小,误报率高,使用场合受到一定限制。二,中规模报警系统:例如闭路电视监控系统、智能监控系统。这类系统的报警功能、各技术指标和系统性能与真正的报警系统相差不少.同时该系统缺乏良好的人机界面和管理功能,所以应用受到限制。国内市场上的比较常见的该类产品有康比特电子技术研究所生产的CPT302传呼报警系统,中国金辰安全技术公司研制的TWA防盗报警系统。三,大规模报警系统:例如微机监控系统.其基本原理是在监控现场安装各类传感器采集信号,当有异常情况发生时,传感器将采集到的信号经信号处理电路处理,然后送入单片机,单片机对信号进行分析,并决定是否启动报警电路报警.这类系统采用了单片
12、机,便于进行数据处理、分析。但是,该类报警系统大多数只采用了一种传感器来采集信号,由于灵敏度或外界环境影响,容易发生误报。同时,现有的该类产品只能单独使用,不便于构成防盗网络,不便于总体控制,也不能实现大范围覆盖。2当前,世界上最为前沿的防盗方案是基于单片机、传感器的具有自组网功能的防盗系统.该类系统使用了蓝牙等技术,它用许多传感器探测器来进行现场监控,各传感器探测器通过发射高频波自发的组成一个监控网络.它们之间可以相互交换信息。一旦有异常情况,将向上级防盗中心汇报,同时进行声光报警。该系统采用了传感器融合技术、短距离通信技术(WiFi或蓝牙),它具有误报率低、组网迅速、监控节点添加方便等优点
13、.但它价格昂贵,且技术不够成熟,距离正式商用还有一段距离.不过现阶段已在安保要求较高的场合使用,很具发展前途.1。2防盗需求分析现在的工厂,商店,银行大多采用高科技设备,各种贵重仪器广泛分布在厂区。已有的防盗体系多以人员巡逻为主,同时辅以防盗门、防盗窗等简单防盗设施。该防盗体系不能及时发现警情,缺乏主动性,无法有效防范盗窃事件的发生。因此,为了能够设计出一个合理的仪器设备保护方案,我们需要对现有的工厂,商店,银行等资源及盗窃案件的特点进行具体分析。工厂的硬件资源基本上有三类:第一,车间。这里面包括作业流水线、功放、各种仪器设备等.第二,仓库.这里面储存着待加工的产品,办成品,和成品,需重点保护
14、。第三,数据管理室。涵盖着员工各方面的资料,公司业绩,甚至商业秘密,也需要重点进行保护。商店的硬件资源设备主要有两类:第一,商品。大型超市里面包含了大量贵重商品,如黄金和一些奢侈商品,需要重点进行防护。第二,电脑,收银台等。这些设备虽然看上去不是很贵重,但一旦让犯罪分子在收银台里面做手脚,则会造成刷卡吸金等犯罪.所以,要非常重点的保护。银行的硬件资源设备主要有三类:第一,银行内部电脑。这里面还有着广大存户的各种信息,一旦泄露,后果不堪设想,所以要采取最高的防护措施。第二,ATM取款机。犯罪份子经常在ATM取款机上做手脚,复制用户的卡,窃取用户的密码。第三,银行内部账本,银库。这是防护的重中之重
15、,也要重点进行保护。总体来看,它们均具有离散分布、范围广、数量大的特点。从接到报案的世界和破获的案件来看,绝大多数案件发生在清晨7点到九点报案,夜晚很少有人报案,因此案发时间大多在凌晨1至5时关于作案手段.大多采用撬棍、螺丝刀等撬压工具强行破坏门锁入室盗窃.二是用特殊工具扭锁芯开门或用软物塞锁芯开门行窃.因作案工具小巧易带,难以被人觉察,开门动作无声响、省时,如同钥匙开门,极易得手.三是作案人多为惯犯,结伙作案。作案人作案时往往衣冠楚楚,团伙成员望风、破门开锁、入室行窃分工明确,且多使用手机等通讯工具联络,作案得手后迅速乘坐交通工具逃离现场,具有较强的隐蔽性。四是入室盗窃案件很容易转化成抢劫案
16、件,对事主生命安全造成威胁。以商店发生的各种盗窃案件为例,可以发现它主要呈现以下特点:大型贵重物品的零配件被盗多于整体被盗(如电脑多是其内部的CPU、内存被盗,被修改数据);白天、晚上发生盗窃的次数基本相同;失窃事件有一部分是因人员疏忽造成(忘记关门窗等)。针对入室盗窃发生的特点,要做到以防为主,多措并举,狠抓犯罪预防工作。但由于市场上的防盗产品大多数是独立工作的,只能进行小范围的覆盖,而可行的防盗方案需要实现对商店的全范围覆盖。鉴于此,我们需要设计一个综合控制的分布式防盗系统.该系统需要集信号采集、数据分析、数据处理、报警控制于一体。同时,又要便于进行大范围安装布置以及撤除。这样才能实现报警
17、系统的分散控制和集中管理。当然,考虑到商店里不同的设施需要不同的传感器进行监测,因此在系统设计时,要尽量照顾到所有的设施。做到全面监控,又要做到重点监控。第二章 相关技术及器件的基本知识2。1传感器的基本知识国家标准 GB766587 对传感器下的定义是:“ 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成 ” 。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,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。在高度发展的现代工业中,现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然趋
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