基于的lora家庭安防系统设计【字数：18499】
家庭安防系统从早期的单一的防盗系统、防火系统等，经过功能的整合，逐渐地演变成现在的家庭安防系统。本次设计的基于LoRa的家庭安防系统主要由检测节点和主控节点构成。检测节点主要功能是对各个传感器模块检测到的数据进行采集和处理；经过系统的通信模块上传给主控模块，主控节点的功能主要包括研究处理检测节点的数据是否大于设定的阀值，大于阀值就报警，此外，系统还包含了显示电路、报警电路等。本设计主要使用了单片机和LoRa通信技术，有效地实现了室内防盗、防火灾、测温等功能，同时也无需布线大大地降低成本。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题研究的基础 1
1.2 课题研究的现状和技术来源 1
1.3 研究的内容以及工作 2
1.4 本章小结 3
2. 系统的总体设计 4
2.1设计要求 4
2.2通信方案设计与论证 4
2.2.1 数据的通信方式 4
2.2.2 LoRa模块的简介 5
2.2.3 LoRa的通讯方式 5
2.2.4 系统的组网方案 6
2.2.5服务架构的选择 6
2.3总体结构与框架 7
2.4 本章小结 8
3. 硬件设计 9
3.1主控模块 9
3.1.1单片机的介绍 9
3.1.2 上电复位 9
3.2 LoRa模块接口电路设计 10
3.2.1 LoRa模块的简介 10
3.2.2 LoRa模块的使用以及特性 10
3.3 传感器模块的选择 11
3.3.1 热释电红外传感器 12
3.3.2 温度传感器 12
3.3.3 火焰传感器 13
3.4 报警模块的设计 14
3.4.1 蜂鸣器 14
3.4.2显示模块的设计 15
3.5 输入键盘的设计 15
3.6电源模块 16
3.7 本章小结 17
4. 软件设计 18
4.1系统的软件的主程序流程设计 18
4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.2系统软件的从程序流程设计 19
4.3 芯片的初始化 20
4.3.1 LoRa模块的工作模式以及使用方式 20
4.4 基于LoRa的家庭安防系统的通信协议设计 21
4.4.1 LaRaWAN的结构 21
4.4.2 LaRaWAN协议 22
4.4. STC89C51与SX1278模块之间的通信协议 23
4.5 通信模块的软件设计 25
4.5.1 LoRa模块的数据发送 25
4.5.2 LoRa模块的数据接收 26
4.6 输出部分程序设计 27
4.6.1 火焰检测输出 27
4.6.2 人体红外检测输出 27
4.6.3 温度检测输出 28
4.7 液晶显示 28
4.8 按键功能设计 29
4.9 本章小结 30
5. 系统的调试 31
5.1 系统的调试 31
5.1.1 LoRa模块的配置 31
5.1.2 传感器模块的配置 31
5.1.3 程序的烧录 32
5.2 调试目的 32
5.2.1 调试环境 32
5.2.2 调试内容与分析 32
5.2.3 调试结果 34
5.3 本章小结 34
附录 36
附录一 系统主控端电路原理图 36
附录二 系统终端电路原理图 37
附录三 系统的程序 38
结束语 40
结论 41
参考文献 42
谢 辞 44
1. 绪论
1.1 课题研究的基础
目前，全球通信技术正在由4G迈向5G，物联网技术也随之快速发展，带动了ZigBee、NFC、LoRa、蓝牙等技术的发展。ZigBee、WiFi等技术研究的人比较多，运用也比较广，而LoRa作为近几年刚刚受到关注的技术，无论在运用范围还是在课题研究方面在国内都是比较少的，但是其发展前景是广泛的。最近几年，由电视、冰箱等家用电器自燃而引发的悲剧、被盗窃而引起家庭的损失、气体泄漏而造成的人员伤亡等家庭灾难，都是由于无法提前预警而引发家庭在人员、财产方面的损失。所以，广大的中国家庭也越来越期待拥有功能广、性能稳定、覆盖区域广的家庭安防系统，但是在规范等方面厂家各自为战，没有一个统一的标准，这种现象值得我们通过研究给行业提供一个参考的规范。因而将无线通信技术与家庭安防结合起来是未来的安防的研究方向之一，基于LoRa的家庭安防系统的研究能够给当下的安防系统注入新鲜的设计思路。
1.2 课题研究的现状和技术来源
如今我国在家庭安防方面有了一定的研究，安防系统的结构主要包括传感器、控制中心、网络节点、有线网和后台管理中心[1]。传感器作为安防系统的重要组成部分，它是家庭安防系统的“眼睛”，它能够感应、采集室内的情况。例如G31热火焰传感器使用一种特制的红外接收管，用这种接收管检测火焰的亮度，然后再将火焰的亮度转化为数字信号，然后再发送给主控模块，随后主控根据信号的变化研究判断，并做出相应的处理。DS18B20温度传感器，感应室内的温度变化使敏感元件的阻值发生变化，从而在电路输出上发生变化，传递给控制中心，并通过控制中心处理做出相应得转换后传给显示模块，并在显示模块的屏上显示室内温度等。基于HCRS501芯片的人体红外传感器，它能够通过探测人体辐射，一旦有陌生人进入探测区，人体的红外辐射通过部分镜而聚焦，然后被热释电元接收到，但是两片热释电元接收的热量不同，释放电也不同，不能抵消，传递给处理中心，处理中心经过分析从而报警。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题研究的基础 1
1.2 课题研究的现状和技术来源 1
1.3 研究的内容以及工作 2
1.4 本章小结 3
2. 系统的总体设计 4
2.1设计要求 4
2.2通信方案设计与论证 4
2.2.1 数据的通信方式 4
2.2.2 LoRa模块的简介 5
2.2.3 LoRa的通讯方式 5
2.2.4 系统的组网方案 6
2.2.5服务架构的选择 6
2.3总体结构与框架 7
2.4 本章小结 8
3. 硬件设计 9
3.1主控模块 9
3.1.1单片机的介绍 9
3.1.2 上电复位 9
3.2 LoRa模块接口电路设计 10
3.2.1 LoRa模块的简介 10
3.2.2 LoRa模块的使用以及特性 10
3.3 传感器模块的选择 11
3.3.1 热释电红外传感器 12
3.3.2 温度传感器 12
3.3.3 火焰传感器 13
3.4 报警模块的设计 14
3.4.1 蜂鸣器 14
3.4.2显示模块的设计 15
3.5 输入键盘的设计 15
3.6电源模块 16
3.7 本章小结 17
4. 软件设计 18
4.1系统的软件的主程序流程设计 18
4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.2系统软件的从程序流程设计 19
4.3 芯片的初始化 20
4.3.1 LoRa模块的工作模式以及使用方式 20
4.4 基于LoRa的家庭安防系统的通信协议设计 21
4.4.1 LaRaWAN的结构 21
4.4.2 LaRaWAN协议 22
4.4. STC89C51与SX1278模块之间的通信协议 23
4.5 通信模块的软件设计 25
4.5.1 LoRa模块的数据发送 25
4.5.2 LoRa模块的数据接收 26
4.6 输出部分程序设计 27
4.6.1 火焰检测输出 27
4.6.2 人体红外检测输出 27
4.6.3 温度检测输出 28
4.7 液晶显示 28
4.8 按键功能设计 29
4.9 本章小结 30
5. 系统的调试 31
5.1 系统的调试 31
5.1.1 LoRa模块的配置 31
5.1.2 传感器模块的配置 31
5.1.3 程序的烧录 32
5.2 调试目的 32
5.2.1 调试环境 32
5.2.2 调试内容与分析 32
5.2.3 调试结果 34
5.3 本章小结 34
附录 36
附录一 系统主控端电路原理图 36
附录二 系统终端电路原理图 37
附录三 系统的程序 38
结束语 40
结论 41
参考文献 42
谢 辞 44
1. 绪论
1.1 课题研究的基础
目前，全球通信技术正在由4G迈向5G，物联网技术也随之快速发展，带动了ZigBee、NFC、LoRa、蓝牙等技术的发展。ZigBee、WiFi等技术研究的人比较多，运用也比较广，而LoRa作为近几年刚刚受到关注的技术，无论在运用范围还是在课题研究方面在国内都是比较少的，但是其发展前景是广泛的。最近几年，由电视、冰箱等家用电器自燃而引发的悲剧、被盗窃而引起家庭的损失、气体泄漏而造成的人员伤亡等家庭灾难，都是由于无法提前预警而引发家庭在人员、财产方面的损失。所以，广大的中国家庭也越来越期待拥有功能广、性能稳定、覆盖区域广的家庭安防系统，但是在规范等方面厂家各自为战，没有一个统一的标准，这种现象值得我们通过研究给行业提供一个参考的规范。因而将无线通信技术与家庭安防结合起来是未来的安防的研究方向之一，基于LoRa的家庭安防系统的研究能够给当下的安防系统注入新鲜的设计思路。
1.2 课题研究的现状和技术来源
如今我国在家庭安防方面有了一定的研究，安防系统的结构主要包括传感器、控制中心、网络节点、有线网和后台管理中心[1]。传感器作为安防系统的重要组成部分，它是家庭安防系统的“眼睛”，它能够感应、采集室内的情况。例如G31热火焰传感器使用一种特制的红外接收管，用这种接收管检测火焰的亮度，然后再将火焰的亮度转化为数字信号，然后再发送给主控模块，随后主控根据信号的变化研究判断，并做出相应的处理。DS18B20温度传感器，感应室内的温度变化使敏感元件的阻值发生变化，从而在电路输出上发生变化，传递给控制中心，并通过控制中心处理做出相应得转换后传给显示模块，并在显示模块的屏上显示室内温度等。基于HCRS501芯片的人体红外传感器，它能够通过探测人体辐射，一旦有陌生人进入探测区，人体的红外辐射通过部分镜而聚焦，然后被热释电元接收到，但是两片热释电元接收的热量不同，释放电也不同，不能抵消，传递给处理中心，处理中心经过分析从而报警。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/752.html
