『壹』 谁给我整一篇毕业论文啊,电子信息科学与技术专业,题目是《基于单片机远程控制智能安防系统设计》,多谢
已发送,数篇
『贰』 智能小区防盗系统设计 论文
智能无线防盗系统的设计
摘要:系统地介绍智能无线防盗系统的基本原理、组成框图,详细地描述电话网络的接收方法;论述热释电红外传感器、语音等电路,给出部分基本电路和软件流程。无线防盗 报警 热释电红外传感器
关键词:随着国家智能化小区建设的推广,防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文利用单片机控制技术和无线网络技术,开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统,并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式,不需重新布线,特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。
智能无线防盗系统的基本原理
智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图,图2为物业管理中心接警主机方框图。
1.1 主机电路
如图1所示,主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号,通过解码器(PT2272)解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1,触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路,拨打用户预先设好的电话号码(如手机号码,办公室号码)进行远程拨号报警;同时,启动语音电路,将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人,实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号,经放大后推动警笛或喇叭,以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防,及输入远程控制信号,通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备,也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块,实现汉字显示功能;显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。
)收发器,与单片机及音频放大电路组合,实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生,并将DTMF信号送到电话线上,如图3所示。
MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器,可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码,并以4位并行二进制码的方式输出。
图3
选择中断模式时,当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平,产生中断信号供给CPU,在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端;当选择呼叫过程(CP)方式时,只能接收250~550Hz的信号音,在拒收或无输入时,IRQ/CP脚输出低电平。(1)电话信号音格式
忙音:450Hz,350ms有,350ms无。拨号音:450Hz,持续。回铃音:450Hz,1s有,4s无。
(2)信号音的判断方式
将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚,电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波,由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚,对T0脚信号记数5s。计数值位于2175~2357范围内,为拨号音;计数值位于1041~1212范围内,为忙音;计数值位于425~475范围内,为回铃音。在实际编程中,考虑到计数的误差以及程序的简化,可将范围适当放宽,但不能重叠。
(3)自动摘机
控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线,摘机电路按如下设置:将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚,进行计数。接到振铃信号时,若连续振铃10次用户还没有摘机,则自动转到家庭智能报警器,CPU置P1.5脚为“1”,使继电器K1吸合,实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中,用户接通了电话,则控制器不响应,这样,使得控制器与电话不互相干扰。摘机后,检测MT8888输出的双音多频信号,以读出用户发来的远程信息,实现远程通信与控制功能。
图4
(4)自动报警当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后,CPU立即发出报警信号,通过电话线传到远程用户。报警方式如下:用户通过面板设备10个报警电话,将它们存入24C04存储器中。当接到警情后,从第1个电话开始拨号,一直拨到第10个,来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号,即
意味着报警已收到,不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms,号码之间留500ms间隔。拨号时,先检测24C04中存储的电话号码。若为空,即未设此电话,跳过不拨,继续拨下一个电话号码。这样,用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位,以便存在24C04中。
1.1.2 语音电路
为了便于通信,采用了语音芯片,实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片,记录时长为20s;可被划分为160小段,每段125ms。当REC脚为低电平时,进行录音,PLAYE或PLAYL为低时进行放音,ISD1420可进行连续录音,也可进行分段录音。
分段放音:先送停止录放音码P1.2~P1.4=000,再送放音首地址A7~A0,P1.3或P1.4为低电平(PLAYE或PLAYL)开始放音;延时进行放音,最后送停止录放音码P1.2~P1.4=000,完成本段放音。重复上述过程,可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。1.1.3 编/解码电路
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三态地址端引脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供531441地址码。
PT2262最多可有6位(D0~D5)数据端引脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同,以区分家庭控制器;数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时,PT2262的14脚为低电平,使能PT2262,从17脚输出编码信号,通过射频模块发射出去。解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对,VT脚才输出高电平,送到89S52的INT1,触发中断处理程序,以读取D0~D3的数据码,得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。
1.1.4 射频发射模块与射频接收模块
射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示,工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。
1.2 传感器设计
1.2.1 被动红外热释电传感器
人体有恒定的体温,一般在37℃,所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线,通过菲涅尔滤光片增强后,聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后产生报警信号。
图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷,感应红外信号,再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。
图7
信号从S端引出经前级放大,通过47μF电容后再次放大,与设定门限电压进行比较,获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分,
从而消除了使用环境(阳光、灯光、火源泉等)对探测器的影响,后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要,设计一报警延时电路。延时长度须满足:当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动0.2m,不产生报警;但移动3m应报警,测试速度应能检测0.3~3m/s或更宽的速度范围。1.2.2 门磁传大吃一惊器
无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一块永久磁铁,用来产生恒定的磁场;较大的是无线门磁主体,内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),无线门磁传感器处于工作守候状态;当永磁体离开干簧管一定距离后,无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码(也就是数据码)的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码,判断是否为同一个报警系统,然后根据自身识别码(也就是数据码),确定是哪一个无线门磁报警。
2 网络中心控制主机设计
网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同,只是加了一个RS232接口,实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。
结语
采用现有电话网络,结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术,使本防盗报警系统经济、可靠,组网灵活;家庭无需为传感器布线;具有广泛的市场发展前景。
『叁』 跪求无线智能报警系统毕业设计文献综述!!!
GPS在变形监测中的应用
摘要:综述了GPS技术在变形监测中应用的现状、特点和作业方式,介绍了GPS变形监测的自动
化系统以及一机多天线监测系统,对GPS在变形监测中的广泛应用具有重要意义。
关键词:全球定位系统;三维定位;周期性变形监测;连续性变形监测
近年来,随着科学技术的发展和人民生活水平
的提高,人们对生产安全、生产效率的要求也越来
越高。如果仍然使用传统测量方法,不仅工作量
大,而且定位精度也很难达到要求。GPS全球定位
系统作为一种全新的现代空间定位技术,逐渐取代
了常规的光学和电子测量仪器。它以全天候、全球
性、高精度、高速度、实时三维定位、误差不随定
位时间而积累等优点博得了人们的青睐。目前,动
态差分定位技术实现了实时导航和定位功能,高精
密定位的相对精度可达10-9,使得GPS的应用更加
广泛。
1 GPS在变形监测中的应用现状
经过近十年的迅速发展,GPS观测边长相对精
度已经能够达到10-9,比传统大地测量精度提高了
3个量级。GPS技术在变形监测方面主要应用于以
下领域:首先,利用GPS技术解决了常规观测中
需要多种观测的问题,观测结果能充分反映滑坡的
全方位活动性,是监测滑坡变形、掌握滑坡发育规
律的切实可行的技术;其次,该技术可对大型建筑
物位移实时监测,具有受外界影响小、自动化程度
高、速度快、精度较高等优点,可以全天候测量被
测物体各测点的三维位移变化情况,找出被测物体
三维位移的特性规律,为大型建筑物的安全营运、
维修养护提供重要的参数和指导;第三,GPS精密
定位技术不仅可以满足水库大坝外观变形监测工作
的精度要求,而且有助于实现监测工作的自动化[1]。
另外,GPS技术还应用于地面、海上勘探平台及高
层建筑物等的沉陷观测中。
2 GPS在变形监测中的应用特点
1)测站间无需同时通视。对于传统的地表变
形监测方法,点之间只有通视才能进行观测,而运
用GPS测量的一个显著特点就是点之间无需保持通
视,只需保证测站上空开阔即可。
2)可同时提供监测点的三维位移信息。在运
用传统方法进行变形监测时,平面位移和垂直位移
是采用不同方法分别进行监测,这样不仅监测的周
期长、工作量大,而且监测的时间和点位也很难保
持一致,为变形分析增加了难度。采用GPS可同时
精确测定监测点的三维位移信息。
3)可以全天候监测。GPS测量不受气候条件
限制,不论起雾刮风还是雨雪天气,均可正常监
测,配备防雷电设施后,GPS变形监测系统便可实
现长期的全天候观测。
4)监测精度高。GPS可以提供1×10-6甚至更
高的相对定位精度[2]。
5)操作简便,易于实现监测自动化。GPS接
收机的自动化程度已越来越高,且体积越来越小,
重量越来越轻,便于安置和操作。同时,GPS接收
机为用户准备了必要的接口,用户可以较为方便地
利用各监测点,建成无人值守的自动监测系统,实
现从数据采集、传输、处理、分析、报警到入库的
全自动化。
6)GPS大地高用于垂直位移测量[3]。用于GPS
定位获得的是大地高,而用户需要的是正常高或正
高,它们之间有以下关系
式中,hz为大地高,Hd为正常高,ξ为高程异常,N
为大地水准面差距。
由于高程异常和大地水准面差距的确定精度较
低,从而导致转换后的正常高或正高的精度差。但
是,在垂直位移监测中,我们关心的只是高程的变
化,对于工程的局部范围而言,完全可以用大地高
的变化来进行垂直位移监测。
3 GPS用于变形监测的作业方式
GPS用于变形监测的作业方式可分为周期性和
连续性两种模式[4]。
周期性变形监测与传统的变形监测网没有多大
区别,因为有的变形体的变形极为缓慢,在局部时
间域内可以认为是稳定的,其监测频率有的是几个
月,有的甚至长达几年。此时,采用GPS静态相对
定位法进行测量,数据处理与分析一般都在事后。
在周期性监测方面,利用GPS技术的最大屏障还是
变形基准的选择与确定。
连续性变形监测指的是采用固定监测仪器进行
长时间数据采集,获得变形数据序列[5]。虽然连续
性变形监测模式也是对测点进行重复性的观测,但
其观测数据是连续的,具有较高的时间分辨率。根
据变形体的不同特征,GPS连续性变形监测可采用
静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法进
行观测,一般要求变形响应的实时性,它对数据解
算和分析提出了更高要求。在动态监测方面,我们
一般采用激光干涉仪测定建筑结构的振动特性,但
随着建筑物高度的增加,以及连续性、实时性和自
动化监测程度要求的提高,常规测量技术越来越受
到局限。GPS作为一种新方法,由于其硬件和软件
的发展和完善,特别是高采样率GPS接收机的出
现,在动态特性和变形监测方面已表现出独特的优
越性。
4 GPS变形监测自动化系统
GPS变形监测自动化系统由数据采集、数据传
输、数据处理三部分组成[2]。下面以隔河岩水库大
坝外观变形GPS自动化监测系统为例进行分析。隔
河岩水电站的大坝为三圆心变截面重力拱坝,坝长
653 m,坝高151 m[6]。
4.1数据采集
GPS数据采集分基准点和监测点两部分,由7
台Ashtech Z-12GPS接收机组成。为提高大坝监测
的精度和可靠性,大坝监测基准点宜选两个,分别
位于大坝两岸,点位地质条件好、点位稳定且能满
足GPS观测条件;监测点要能反映大坝变形,并能
满足GPS观测条件。根据以上原则,隔河岩大坝外
观变形GPS监测系统基准点为3个(GPS1,GPS2,
GPS数据采集器),监测点为5个(GPS3~GPS7)。
4.2数据传输
根据现场条件,GPS数据传输采用有线(坝面
监测点观测数据)和无线(基准点观测数据)相结
合的方法[7]。
4.3 GPS数据处理分析和管理
整个系统7台GPS接收机需要在1年中连续观
测,并将实时观测资料传输至控制中心进行处理、
分析、存储,系统反应时间小于10 min(即从每台
GPS接收机传输数据开始,到处理、分析、变形显
示为止,所需时间小于10 min)。为此,必须建立
一个局域网和一个完善的软件管理、监控系统。
整个系统全自动,应用广播星历1 h~2 h,GPS
观测资料解算的监测点位水平精度优于1.5 mm(相
对于基准点),垂直精度优于1.5 mm(相对于基准
点);应用广播星历6 h后,GPS观测资料解算水平
精度优于1 mm(相对于基准点),垂直精度优于1
mm(相对于基准点)。GPS数据处理分析和管理见
图1。
5 GPS一机多天线监测系统
GPS一机多天线监测系统主要包括GPS多天线
控制器、天线阵列组、传输系统(包括信号放大
器)、供电系统、基准站系统和数据处理等模块[8]。
一机多天线控制器的硬件部分由具有多通道的微波
开关、相应的微波开关控制电路、1台GPS接收机
以及相应的处理芯片组成。GPS多天线控制器的供
电为交流、直流两用,还可以外接太阳能、风能发
电等,非常适合在坝区的恶劣环境中使用。
与传统的GPS监测方案相比,采用GPS一机
多天线监测系统后,由于每个监测点不必设专门的
接收机,所需的双频GPS接收机将大大减少,整个
系统的造价也随之下降。但GPS一机多天线监测系
统并没有因为系统造价降低而降低监测的精度[9]。
同时,多天线监测系统的方案还有一些独特优点,
如比常规GPS监测方法的测点布设更为灵活,系统
维护和升级更为简单,因此,应用前景十分广阔。
6结论
综上所述,GPS技术以其全天候、高精度、高
速度、实时三维定位、误差不随定位时间而积累、
高自动化等特点优于传统的测量技术,对于变形监
测是一种非常有效的方法。特别是在大型工程中应
用一机多天线监测系统,不但能大幅度降低成本,
而且其精度不会降低,既提高了工作效率,又节省
了大量的人力和物力。
参考文献:
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