单片机的校园安防系统设计软件设计
随着社会发展，社会安全越来越受到各界的广泛关注。而学生作为社会之本，校园安全也就愈加的重要了。只有建立一个坚实有效的校园安防系统，才能够将危险性降到最低。同时有一个校园安防系统也能够有效的控制学校的总体情况。在型号设备选取中，需要考虑价格相对低廉，性能相对完善的单片机设备来实现。本课题是以单片机STM32F407为核心设计的一种校园安防系统，系统通过人体感应模块SR501--HC探头检测入侵情况，用DS18B20数字温度传感器和MQ2烟雾传感器监测火灾，用LED蜂鸣器模块和12864屏显进行报警和显示。将检测出的信息通过校园以太网，传输到中央控制中心，并由控制中心作出相应的指令指示，这样即能使保安中心及时的了解校园的现况，也可对于校园内的不安全因素进行快速而果断的处理。系统已基本能够实现对于火灾和人员入侵的监测。关键词 单片机，安防，网络传输，传感器
目 录
1绪论1
1.1 本课题的研究背景1
1.2 国内外研究现状2
1.3 设计效果3
2总体设计3
2.1 设计要求3
2.2 总体设计3
2.3 网络控制芯片选择4
3软件设计5
3.1 红外入侵模块设计6
3.2 火灾监测模块设计9
3.3上位机程序设计12
4 实物测试18
4.1 操作步骤19
4.2 测试19
结论22
致谢23
参考文献24
附录A电路原理图 25
附录B PCB图27
附录C 代码28 1 绪论
1．1 本课题的研究背景
在中国，高校是人才的培养基地，可是随着我国高等教育改革的不断加快发展，学校也在不断的发展，校园面积和招生规模都在不断的扩大，这就带来了一个问题。对学校的校园安全管理了带来了巨大的挑战，学校校园安全管理也越来越受到社会各方面人士的广泛关注[1]。如今科学技术发展迅速，通过利用科技的手段来改善学校校园安全防范措施，从而实现有人员管理防护到机器监控防护的重要转变，这是是保障安全和谐的校园环境的一个重要的里程碑[2]。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
现如今各大高校的综安防系统大部分是用现代通信、计算机等技术进行数据传输，而利用红外线探测器、磁敏探测器、火灾探测器等等一些的传感器和视频传输设备来对各种报警的信息加以采集，并且通过电缆、光缆等有线传输或者一些无线传输的途径，又经过计算机来对这些报警信息进行加工处理后，从而对校园中的各种安全隐患施以预防、控制[3]。
现如今校园网络系统愈加地完善，现已全面覆盖了学校的教学区和生活区。在现在社会治安每况愈下的现实状况下，怎样才能安全并且有效地保障学校师生以及一些在校工作人员的生命以及财产安全，怎样使用学校的监控管理系统去开展学校内及学校周边治安问题，进行整治工作，并且杜绝在学校中室内偷盗、室外抢劫、以及周边的火灾等等一系列的安全隐患，从而保障学校能够拥有一个安全的正常的我教学秩序，这是如何去建设一个安全校园所需要去面对的问题与挑战。而想要去解决诸如此类的问题，去建设一个现代化的监控安防系统是重中之重[4]。?因此，去进行校园安防系统的推广和应用，能够从很大的程度上去解决学校的安全问题。校园安防系统拥有多方面的功能，不仅能够通过红外识别和监控去避免外来人员的入侵，也能通过烟雾和温度来检测教学区和生活区的火灾隐患，也能成武学校管理者的有效的管理工具。
1．2 国内外研究现状?
1.2.1国外研究现状
?学生的安全问题是各个国家使出浑身解数都想要去解决的，而美国是最先开始研究智能安防的，并且在2011年世界远程监控的服务市场价值上总价值超过290亿美元。其中美国占到这个市场份额的45%。MSResearch还估计同年为5400万用户或客户监控点提供了报警监控、远程视频监控、物理访问控制和火灾探测监控以及个人应急响应服务（PERS）等服务[5]。美国新泽西州费尔利迪金森大学2006年就在校园里安装190个安防监控摄像头，它们分别布置在学校的各个角落乃至宿舍走廊。而在2007年，美国新泽西州有三所公立学校新添了一中先进的校园安全系统，他们开始在学校大门安装了虹膜识别仪，虹膜识别仪能够精确地识别来访者的身份，这种措施使外来入侵人员数量降到最低，从而可以用来保障学生校园的安全[6]。这套系统的性能非常好，教师、学生、家长、访客不管是谁，只想要进入学校就得经过这个识别仪器的识别。但是这并没有影响到学校的进出学生的秩序，因为识别的速度非常快，它能够快速地与电脑中的虹膜记录对比，只要虹膜匹配稍有不符就无法启动校门的开启程序。这些学校不仅仅记录虹膜外，学校还要对家长等经常出入的访客进行个人信息存档，这样便能够进行系统性的管理。外来人员想要进入的流程是虹膜扫描，如果在安全网络中有虹膜记录，学校大门会自动开启。没有记录的话，就只能联系学校的保安部门来获得通信资格。若是有人要强行进入的话，就会立即触发警报系统，直接便会联系校园警察[7]。
而在遥远的俄罗斯政府给中小学生配置了一种身份识别牌。这类型的识别牌是由金属构成的，不易磨损，利于携带。他们也有一种登记卡，登记卡主要包括该学生的姓名、指纹、照片、家人资料以及基本医疗信息等同时，并且里面能够提供学生如何应对洪水、火灾、交通事故和恐怖袭击的信息[8]。?
1.2.2国内的研究现状
??目前我国的校园安防的现状不容乐观，生源的急剧增加，校舍的快速扩建都导致校园周边的环境复杂加剧。而学校的安保管理的规范不健全，缺少安防的意识，另外学生的自我保护意识不强，这就会导致潜在的危险。另外各个学校的安防系统不是系统化的系统，安全防御和火灾检测并不是有机地联系在一起的，这就造成信息共享方面的缺失[9]。
学校的资金问题也是限制学校安防发展的主导因素，由于大部分学校的资金不足，他们只能将大部分资金用在学校的教学环节，却往往忽略了学校安防的重要性。在东部的发达城市可能安防的建设会好一点，但在偏远的山区学校可能连安防的意识都不太重视了。
另外由于这方面的不加重视，开发学校的安防系统的开发者也会减少很多，因为设计出来的安防系统，可能在社会上不会引起很大重视程度。
目 录
1绪论1
1.1 本课题的研究背景1
1.2 国内外研究现状2
1.3 设计效果3
2总体设计3
2.1 设计要求3
2.2 总体设计3
2.3 网络控制芯片选择4
3软件设计5
3.1 红外入侵模块设计6
3.2 火灾监测模块设计9
3.3上位机程序设计12
4 实物测试18
4.1 操作步骤19
4.2 测试19
结论22
致谢23
参考文献24
附录A电路原理图 25
附录B PCB图27
附录C 代码28 1 绪论
1．1 本课题的研究背景
在中国，高校是人才的培养基地，可是随着我国高等教育改革的不断加快发展，学校也在不断的发展，校园面积和招生规模都在不断的扩大，这就带来了一个问题。对学校的校园安全管理了带来了巨大的挑战，学校校园安全管理也越来越受到社会各方面人士的广泛关注[1]。如今科学技术发展迅速，通过利用科技的手段来改善学校校园安全防范措施，从而实现有人员管理防护到机器监控防护的重要转变，这是是保障安全和谐的校园环境的一个重要的里程碑[2]。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
现如今各大高校的综安防系统大部分是用现代通信、计算机等技术进行数据传输，而利用红外线探测器、磁敏探测器、火灾探测器等等一些的传感器和视频传输设备来对各种报警的信息加以采集，并且通过电缆、光缆等有线传输或者一些无线传输的途径，又经过计算机来对这些报警信息进行加工处理后，从而对校园中的各种安全隐患施以预防、控制[3]。
现如今校园网络系统愈加地完善，现已全面覆盖了学校的教学区和生活区。在现在社会治安每况愈下的现实状况下，怎样才能安全并且有效地保障学校师生以及一些在校工作人员的生命以及财产安全，怎样使用学校的监控管理系统去开展学校内及学校周边治安问题，进行整治工作，并且杜绝在学校中室内偷盗、室外抢劫、以及周边的火灾等等一系列的安全隐患，从而保障学校能够拥有一个安全的正常的我教学秩序，这是如何去建设一个安全校园所需要去面对的问题与挑战。而想要去解决诸如此类的问题，去建设一个现代化的监控安防系统是重中之重[4]。?因此，去进行校园安防系统的推广和应用，能够从很大的程度上去解决学校的安全问题。校园安防系统拥有多方面的功能，不仅能够通过红外识别和监控去避免外来人员的入侵，也能通过烟雾和温度来检测教学区和生活区的火灾隐患，也能成武学校管理者的有效的管理工具。
1．2 国内外研究现状?
1.2.1国外研究现状
?学生的安全问题是各个国家使出浑身解数都想要去解决的，而美国是最先开始研究智能安防的，并且在2011年世界远程监控的服务市场价值上总价值超过290亿美元。其中美国占到这个市场份额的45%。MSResearch还估计同年为5400万用户或客户监控点提供了报警监控、远程视频监控、物理访问控制和火灾探测监控以及个人应急响应服务（PERS）等服务[5]。美国新泽西州费尔利迪金森大学2006年就在校园里安装190个安防监控摄像头，它们分别布置在学校的各个角落乃至宿舍走廊。而在2007年，美国新泽西州有三所公立学校新添了一中先进的校园安全系统，他们开始在学校大门安装了虹膜识别仪，虹膜识别仪能够精确地识别来访者的身份，这种措施使外来入侵人员数量降到最低，从而可以用来保障学生校园的安全[6]。这套系统的性能非常好，教师、学生、家长、访客不管是谁，只想要进入学校就得经过这个识别仪器的识别。但是这并没有影响到学校的进出学生的秩序，因为识别的速度非常快，它能够快速地与电脑中的虹膜记录对比，只要虹膜匹配稍有不符就无法启动校门的开启程序。这些学校不仅仅记录虹膜外，学校还要对家长等经常出入的访客进行个人信息存档，这样便能够进行系统性的管理。外来人员想要进入的流程是虹膜扫描，如果在安全网络中有虹膜记录，学校大门会自动开启。没有记录的话，就只能联系学校的保安部门来获得通信资格。若是有人要强行进入的话，就会立即触发警报系统，直接便会联系校园警察[7]。
而在遥远的俄罗斯政府给中小学生配置了一种身份识别牌。这类型的识别牌是由金属构成的，不易磨损，利于携带。他们也有一种登记卡，登记卡主要包括该学生的姓名、指纹、照片、家人资料以及基本医疗信息等同时，并且里面能够提供学生如何应对洪水、火灾、交通事故和恐怖袭击的信息[8]。?
1.2.2国内的研究现状
??目前我国的校园安防的现状不容乐观，生源的急剧增加，校舍的快速扩建都导致校园周边的环境复杂加剧。而学校的安保管理的规范不健全，缺少安防的意识，另外学生的自我保护意识不强，这就会导致潜在的危险。另外各个学校的安防系统不是系统化的系统，安全防御和火灾检测并不是有机地联系在一起的，这就造成信息共享方面的缺失[9]。
学校的资金问题也是限制学校安防发展的主导因素，由于大部分学校的资金不足，他们只能将大部分资金用在学校的教学环节，却往往忽略了学校安防的重要性。在东部的发达城市可能安防的建设会好一点，但在偏远的山区学校可能连安防的意识都不太重视了。
另外由于这方面的不加重视，开发学校的安防系统的开发者也会减少很多，因为设计出来的安防系统，可能在社会上不会引起很大重视程度。
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