单片机的校园安防系统设计硬件设计
随着社会的发展，校园安全问题成为了大家比较关注的问题。建立全方位的校园安防系统，不仅可以将危险降到最低，同时校园的安防系统也将成为保卫学生安全，掌控学校总体情况的关键。在本次设计中，参照国内外关于小区及校园安防系统的研究，并结合高校的实际情况设计出了本系统，本系统采用热释电红外传感器进行对人体的感应来进行入侵监测，采用DS18B20数字温度传感器和MQ2烟雾传感器进行火灾监测和预防，采集的数据通过校园现有的局域网络送给监控室的上位机进行存储、显示。当发生入侵或火灾时发出报警，提醒学校安保人员及时采取相应的措施。系统具有结构简单，灵活性强，易于操作，实用性高等特点。关键词 单片机，安防，网络传输，传感器
目 录
1 引言1
1．1 课题研究的背景及意义1
1．2 校园安防在国内外的发展现状3
1．3 本课题主要研究内容5
2 总体设计5
2．1 设计要求5
2．2 系统结构5
3 硬件电路设计6
3．1 主要元器件介绍6
3．2 复位电路13
3．3 时钟电路14
3．4 入侵检测电路15
3．5 12864显示电路15
3．6 温度检测及烟雾检测电路16
3．7 报警电路17
3．8 网络传输模块17
4 实物制作以及测试18
4．1 实物制作18
4．2 实物测试19
结 论22
致 谢23
参考文献24
附录A 电路原理图26
附录B PCB图28
1 引言
1．1 课题研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
最近几年以来，随着各大高校的快速发展，各种侵害校园安全以及学生权益的事件变得是越来越多，并且关于各种针对校园的违法犯罪现象是逐日递增，已经呈现直线上升的趋势，各大高校的校园的安全问题已经成为了社会备受关注的问题[1]。
就目前来说，各大高校对于校园的安防管理还是不太到位，也不怎么规范，而且许多学 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
生的自我安全防卫意识不到位[2]，加之各大高校之间的合并，新校区的扩建等导致的校园中的社会闲杂人员又多，还有就是现在本科也在扩招，大学城的建设使各大高校相对比较集中，因而导致了大学生的高密度集中，学校的后勤交由社会人员承包，管理比较社会化等因素的影响；还有就是各地各大高校的办学规模都有一定的扩展；在大学生相对比较集中的大学城里，学生之间内部的纠纷是必不可少的，当然随之而来也就少不了被社会人员所侵扰，还有就是像水火电气等造成的意外伤害，此等因素都是困扰高等院校安全防护工作的难题[3]。
高等院校是一个人员比较集中的地方，大多数的大学生是属于那种知识水平普遍比较高，但对生活常识的了解是少之又少，对于水、火、电的防护意识也较差，如此一来就导致了火灾易生等情况[4]，例如：现在的高校都是明文规定在宿舍里边不可以使用大功率电器，但还是有一些学生不顾学校规定，在私下偷偷使用“电热器”等一些大功率电器。在2010年就发生过这样一起因为使用大功率电器差点造成大损失的事件，是某高校的一位同学在宿舍白天断电后顺手就把电热棒放在被子上，也没给断电就离开了，当晚上再次供上电后，由于宿舍里人都不在，再加之电热棒没断电，被重新上电加热，温度高了就把被子给点燃了，幸亏当时宿舍管理人员及时发现，才并没有引发严重的后果[5]。还有就是在某高校女生宿舍里就发生过因为使用“热得快”而引发火灾，由于当时宿舍楼道里的灭火设备失灵，学生自身对于火灾的了解程度不够，情急之下，一个宿舍的所有人就都跳楼逃生，导致身亡。
如今，各地高校的校园面积在不断的扩大，校园人员在不断的增加等等一些因素导致了一旦在校园里边出现一些突发状况时，校方的相关部门不能够及时发现，就算及时发现了也会因为对事发地点的位置确定需要一定时间，就导致了对一些突发状况不能做到及时的处理，在事后也会因没有相关证据去追查当事人等存在的潜在隐患。现如今，各大高校校方以及当地的公安部门针对这些潜在隐患都投入了不同程度的、科技含量比较高的技防措施。其旨在对校园的动向随时进行实时监控，将突发事件发生的概率降到最低，也让校园更加安全[6]。
根据我国在各个地区对校园安防的重视程度，以及当地经济的发展状况和学校的分布状况。于是在2010年5月25日的全国校园安全防范国家标准研讨会上，制定出了属于高校的安防标准《高等院校安全技术防范系统要求》，以及关于中小学的安防标准《中小学、幼儿园安全技术防范系统要求》，现如今各地校园安防建设都以这两个标准为基准。
在2011年备受世界瞩目的全国两会的召开期间，许多的高校代表特别关注校园的安防建设问题，有相当一部分代表都提出来了自己的关于校园安防建设的独特提案。两会之后教育部也特别强调了如今人们对于校园安全工作的重要，与同一年的八月，高校开始公开招聘校园安防卫士，并且对校园的安全防卫工作并不只针对校园内部，也开始面向社会了。由此看来我国对校园安全的重视程度是日益渐增[8]。
1.1.2 研究意义
随着社会的快速发展，校园安全问题变成了一个备受全国人民关注的焦点问题。根据一些调查结果来看，校园里边各行各业的人都会出现，因此校园又是一个最容易出现问题的地方。由于高校校园安全问题备受社会关注，所以高校校园又是一个相对比较敏感的地方，因此建设校园安防系统意义比较重大[7]。
校园安防系统建设是指利用一些简单实用，且价格比较便宜的设备构建出一套专门针对校园安防的体系，可以实现一些基本功能，比如：对于入侵的监测、火灾监测和预防还有对设备的防盗等等。大学里边所培养的一般都属于国家未来的栋梁，高校里边不仅有家长的殷切期盼，还寄托着社会的希望。大学师生的安全受到伤害损失的不仅仅是其自己的家庭，也有可能给国家，给社会带来巨大损失，因此大学师生的安全不仅只是学校的责任，也是全社会的责任。一旦有了系统的校园安防体系，则可以把校园的危险系数降到最低，把高校师生的安全系数提到最高，保护好高校全体师生的安全就是为国家、为社会作出了贡献[9]。
目 录
1 引言1
1．1 课题研究的背景及意义1
1．2 校园安防在国内外的发展现状3
1．3 本课题主要研究内容5
2 总体设计5
2．1 设计要求5
2．2 系统结构5
3 硬件电路设计6
3．1 主要元器件介绍6
3．2 复位电路13
3．3 时钟电路14
3．4 入侵检测电路15
3．5 12864显示电路15
3．6 温度检测及烟雾检测电路16
3．7 报警电路17
3．8 网络传输模块17
4 实物制作以及测试18
4．1 实物制作18
4．2 实物测试19
结 论22
致 谢23
参考文献24
附录A 电路原理图26
附录B PCB图28
1 引言
1．1 课题研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
最近几年以来，随着各大高校的快速发展，各种侵害校园安全以及学生权益的事件变得是越来越多，并且关于各种针对校园的违法犯罪现象是逐日递增，已经呈现直线上升的趋势，各大高校的校园的安全问题已经成为了社会备受关注的问题[1]。
就目前来说，各大高校对于校园的安防管理还是不太到位，也不怎么规范，而且许多学 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
生的自我安全防卫意识不到位[2]，加之各大高校之间的合并，新校区的扩建等导致的校园中的社会闲杂人员又多，还有就是现在本科也在扩招，大学城的建设使各大高校相对比较集中，因而导致了大学生的高密度集中，学校的后勤交由社会人员承包，管理比较社会化等因素的影响；还有就是各地各大高校的办学规模都有一定的扩展；在大学生相对比较集中的大学城里，学生之间内部的纠纷是必不可少的，当然随之而来也就少不了被社会人员所侵扰，还有就是像水火电气等造成的意外伤害，此等因素都是困扰高等院校安全防护工作的难题[3]。
高等院校是一个人员比较集中的地方，大多数的大学生是属于那种知识水平普遍比较高，但对生活常识的了解是少之又少，对于水、火、电的防护意识也较差，如此一来就导致了火灾易生等情况[4]，例如：现在的高校都是明文规定在宿舍里边不可以使用大功率电器，但还是有一些学生不顾学校规定，在私下偷偷使用“电热器”等一些大功率电器。在2010年就发生过这样一起因为使用大功率电器差点造成大损失的事件，是某高校的一位同学在宿舍白天断电后顺手就把电热棒放在被子上，也没给断电就离开了，当晚上再次供上电后，由于宿舍里人都不在，再加之电热棒没断电，被重新上电加热，温度高了就把被子给点燃了，幸亏当时宿舍管理人员及时发现，才并没有引发严重的后果[5]。还有就是在某高校女生宿舍里就发生过因为使用“热得快”而引发火灾，由于当时宿舍楼道里的灭火设备失灵，学生自身对于火灾的了解程度不够，情急之下，一个宿舍的所有人就都跳楼逃生，导致身亡。
如今，各地高校的校园面积在不断的扩大，校园人员在不断的增加等等一些因素导致了一旦在校园里边出现一些突发状况时，校方的相关部门不能够及时发现，就算及时发现了也会因为对事发地点的位置确定需要一定时间，就导致了对一些突发状况不能做到及时的处理，在事后也会因没有相关证据去追查当事人等存在的潜在隐患。现如今，各大高校校方以及当地的公安部门针对这些潜在隐患都投入了不同程度的、科技含量比较高的技防措施。其旨在对校园的动向随时进行实时监控，将突发事件发生的概率降到最低，也让校园更加安全[6]。
根据我国在各个地区对校园安防的重视程度，以及当地经济的发展状况和学校的分布状况。于是在2010年5月25日的全国校园安全防范国家标准研讨会上，制定出了属于高校的安防标准《高等院校安全技术防范系统要求》，以及关于中小学的安防标准《中小学、幼儿园安全技术防范系统要求》，现如今各地校园安防建设都以这两个标准为基准。
在2011年备受世界瞩目的全国两会的召开期间，许多的高校代表特别关注校园的安防建设问题，有相当一部分代表都提出来了自己的关于校园安防建设的独特提案。两会之后教育部也特别强调了如今人们对于校园安全工作的重要，与同一年的八月，高校开始公开招聘校园安防卫士，并且对校园的安全防卫工作并不只针对校园内部，也开始面向社会了。由此看来我国对校园安全的重视程度是日益渐增[8]。
1.1.2 研究意义
随着社会的快速发展，校园安全问题变成了一个备受全国人民关注的焦点问题。根据一些调查结果来看，校园里边各行各业的人都会出现，因此校园又是一个最容易出现问题的地方。由于高校校园安全问题备受社会关注，所以高校校园又是一个相对比较敏感的地方，因此建设校园安防系统意义比较重大[7]。
校园安防系统建设是指利用一些简单实用，且价格比较便宜的设备构建出一套专门针对校园安防的体系，可以实现一些基本功能，比如：对于入侵的监测、火灾监测和预防还有对设备的防盗等等。大学里边所培养的一般都属于国家未来的栋梁，高校里边不仅有家长的殷切期盼，还寄托着社会的希望。大学师生的安全受到伤害损失的不仅仅是其自己的家庭，也有可能给国家，给社会带来巨大损失，因此大学师生的安全不仅只是学校的责任，也是全社会的责任。一旦有了系统的校园安防体系，则可以把校园的危险系数降到最低，把高校师生的安全系数提到最高，保护好高校全体师生的安全就是为国家、为社会作出了贡献[9]。
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