高校宿舍智能安防系统设计
传统的高校宿舍安全管理方法大都依靠人工巡视，无法做到实时全面监控，导致高校宿舍安全事故频发。本文基于CC2530单片机和ZigBee通信技术，设计一种智能安防系统。通过传感器实时监测宿舍的温度、烟雾浓度、人体信号、功率和贵重物品移动等信息，发生火灾、人体入侵、大功率电器使用、贵重物品丢失等异常情况时及时报警，同时把信息处理后上传至上位机，提醒宿管人员及时处理险情，能够有效地降低火情、盗情给学校和学生造成的损失。同时还能检测同学是否有逃课以及夜不归宿的情况，更好地保证学生在校学习情况。关键词 宿舍安全，安防系统，无线通信，传感器
目 录
1 绪论1
1.1 本课题的目的和意义1
1.2 国内外研究现状1
1.3 现有防火防盗的方法及发展趋势2
2 系统总体设计3
2.1 单片机型号选择3
2.2 传感器的选型3
2.3 通信方式选择3
2.4 网络拓扑结构选择4
2.5 系统总体方案6
3 系统硬件设计 7
3.1 终端节点设计7
3.2 DS18B20温度检测模块8
3.3 MQ2烟雾检测模块8
3.4 HCSR501人体检测模块10
3.5 功率检测模块11
3.6 单片机的复位及时钟电路12
3.7 系统电源电路14
3.8 LED显示电路14
3.9 报警电路14
3.10 串口通信模块15
3.11 原理图及PCB板绘制15
4 系统软件设计17
4.1 主程序设计17
4.2 节点的软件设计17
4.3 传感器程序设计19
4.4 软件开发环境21
4.5 上位机设计22
5 系统调试23
5.1 驱动安装23
5.2 调试前准备23
5.3 软件硬件联合调试23
5.4 调试出现的问题26
结论27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 致谢28
参考文献29
1 绪论
1.1 本课题的目的和意义
近年来，我国高校学生人数多、居住集中、密度较大，且随着生活水平的提高，学生拥有的财物越来越多，同时学生在宿舍内使用大功率电器的情况也越来越多，导致学生宿舍防火防盗工作难度越来越大[1]。再加上学生外出时忘记关好门窗、忘记锁好柜子，让偷窃者有机可乘，这些都会造成学生的经济损失甚至对生命安全产生威胁[2]。而传统的安防措施对着些突发状况不能够及时地、全面的进行预警，因此本课题的研究对保护在校大学生的生命财产安全具有重要意义。
目前高校宿舍防火防盗工作还没有得到充分的重视，大多数高校还是依靠人工来完成这项工作，具体表现在以下几点：（1）宿管人员的不定时抽查；（2）学校安防人员对违章电器进行检查，查到就没收并通报批评；（3）限制宿舍用电，使用违章电器时宿舍就会跳闸；（4）班主任和辅导员偶尔集中学生开会，进行安全工作的教育。以上方法很明显不能够及时地、全面地预警学生宿舍的险情，而越来越多的大学生为了生活的方便性，偷偷地在宿舍使用大功率电器，这很容易造成宿舍失火，对学校和学生造成极大地损失。而传统的安防设施大多比较庞大且布线比较麻烦，很容易对学生的生活和学习带来不便，也会增加学校的成本[3]。因此，本课题提出一种无线传输方式，具有很大的应用价值。
因此，本课题利用传感器和无线传输方式，设计一种智能安防系统，通过传感器实时监测宿舍的功率、温度、烟雾浓度、人体信号和贵重物品等信息，发生火灾、人体入侵、贵重物品丢失、大功率电器使用等异常情况时及时报警，切实保护同学们的生命财产安全；同时把信息处理后上传至上位机，提醒宿管人员及时处理险情，能够有效地降低火情、盗情给学校和学生造成的损失。同时还能检测同学是否有逃课以及夜不归宿的情况，更好地保证学生在校学习情况。
1.2 国内外研究现状
现代安防监控系统被称为安全自动化SAS(Security Automation System)，部分发达国家已形成安防、医疗救护、消防为一体的安全体系[4]。随着全球信息化的快速发展，无线技术已经越来越多运用到人们的生活中，给人们带来了极大的方便。随着社会水平的提高，人们不仅限于对生活质量的追求，对生活安全性的要求也越来越高。进入21世纪以来，国内越来越重视安防工作的发展，有些企业和厂商提高了投资的规模和力度，使我国在安防方面进入了一个高速发展阶段，弥补了一段空白[5]。在国内甚至全球市场上，在防火防盗系统方面，仍然是国外品牌占据着主导地位，如美国ADEMCO（安定宝）、日本艾礼富等，这些公司底蕴深厚，在技术和资金上都处于领先地位，对国内的厂商带来很大的压力，同时也带来了机遇和挑战[6]。
随着技术的不断发展，防火防盗报警器也在不断发展着，最早的报警器由纯分离元件组成，存在着电路复杂、体积大、不可靠等缺点。后来经过改进，将它和集成芯片相结合，提高了可靠性，增加了多功能，但是还存在着电路复杂的缺点。随着单片机的快速发展，第三阶段的报警器以单片机为核心，丰富了报警器的智能化功能，可靠性越来越高[7]。而在防盗报警器方面，大致可分为三个发展阶段。第一代是开关式报警器，这种报警器大多安装在门窗上，当有人破门而入时就会报警；第二代是振动式报警器，同样安装在门窗上，当门窗发生振动时进行报警；第三代是空间移动报警器，如红外、超声波等，安装在室内，检测的空间内有人移动就会报警，运用最多的还是红外报警器[8]。
1.3 现有防火防盗的方法及发展趋势
现有的防火防盗方法主要有超声波探测技术、红外探测技术和光电开关等。超声波探测技术是检测发出和接受的信号频率是否一致来判断是否有入侵，易于实现且很难被入侵者发现；主动红外技术是根据回路是否被打断来判断，被动红外技术是检测人体所发出的红外线，隐蔽性也很高；光电开关通过检测发射端和接收端的由光强改变而引起的电流变化来进行探测的，具有体积小、精度高等优点[9]。
目 录
1 绪论1
1.1 本课题的目的和意义1
1.2 国内外研究现状1
1.3 现有防火防盗的方法及发展趋势2
2 系统总体设计3
2.1 单片机型号选择3
2.2 传感器的选型3
2.3 通信方式选择3
2.4 网络拓扑结构选择4
2.5 系统总体方案6
3 系统硬件设计 7
3.1 终端节点设计7
3.2 DS18B20温度检测模块8
3.3 MQ2烟雾检测模块8
3.4 HCSR501人体检测模块10
3.5 功率检测模块11
3.6 单片机的复位及时钟电路12
3.7 系统电源电路14
3.8 LED显示电路14
3.9 报警电路14
3.10 串口通信模块15
3.11 原理图及PCB板绘制15
4 系统软件设计17
4.1 主程序设计17
4.2 节点的软件设计17
4.3 传感器程序设计19
4.4 软件开发环境21
4.5 上位机设计22
5 系统调试23
5.1 驱动安装23
5.2 调试前准备23
5.3 软件硬件联合调试23
5.4 调试出现的问题26
结论27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 致谢28
参考文献29
1 绪论
1.1 本课题的目的和意义
近年来，我国高校学生人数多、居住集中、密度较大，且随着生活水平的提高，学生拥有的财物越来越多，同时学生在宿舍内使用大功率电器的情况也越来越多，导致学生宿舍防火防盗工作难度越来越大[1]。再加上学生外出时忘记关好门窗、忘记锁好柜子，让偷窃者有机可乘，这些都会造成学生的经济损失甚至对生命安全产生威胁[2]。而传统的安防措施对着些突发状况不能够及时地、全面的进行预警，因此本课题的研究对保护在校大学生的生命财产安全具有重要意义。
目前高校宿舍防火防盗工作还没有得到充分的重视，大多数高校还是依靠人工来完成这项工作，具体表现在以下几点：（1）宿管人员的不定时抽查；（2）学校安防人员对违章电器进行检查，查到就没收并通报批评；（3）限制宿舍用电，使用违章电器时宿舍就会跳闸；（4）班主任和辅导员偶尔集中学生开会，进行安全工作的教育。以上方法很明显不能够及时地、全面地预警学生宿舍的险情，而越来越多的大学生为了生活的方便性，偷偷地在宿舍使用大功率电器，这很容易造成宿舍失火，对学校和学生造成极大地损失。而传统的安防设施大多比较庞大且布线比较麻烦，很容易对学生的生活和学习带来不便，也会增加学校的成本[3]。因此，本课题提出一种无线传输方式，具有很大的应用价值。
因此，本课题利用传感器和无线传输方式，设计一种智能安防系统，通过传感器实时监测宿舍的功率、温度、烟雾浓度、人体信号和贵重物品等信息，发生火灾、人体入侵、贵重物品丢失、大功率电器使用等异常情况时及时报警，切实保护同学们的生命财产安全；同时把信息处理后上传至上位机，提醒宿管人员及时处理险情，能够有效地降低火情、盗情给学校和学生造成的损失。同时还能检测同学是否有逃课以及夜不归宿的情况，更好地保证学生在校学习情况。
1.2 国内外研究现状
现代安防监控系统被称为安全自动化SAS(Security Automation System)，部分发达国家已形成安防、医疗救护、消防为一体的安全体系[4]。随着全球信息化的快速发展，无线技术已经越来越多运用到人们的生活中，给人们带来了极大的方便。随着社会水平的提高，人们不仅限于对生活质量的追求，对生活安全性的要求也越来越高。进入21世纪以来，国内越来越重视安防工作的发展，有些企业和厂商提高了投资的规模和力度，使我国在安防方面进入了一个高速发展阶段，弥补了一段空白[5]。在国内甚至全球市场上，在防火防盗系统方面，仍然是国外品牌占据着主导地位，如美国ADEMCO（安定宝）、日本艾礼富等，这些公司底蕴深厚，在技术和资金上都处于领先地位，对国内的厂商带来很大的压力，同时也带来了机遇和挑战[6]。
随着技术的不断发展，防火防盗报警器也在不断发展着，最早的报警器由纯分离元件组成，存在着电路复杂、体积大、不可靠等缺点。后来经过改进，将它和集成芯片相结合，提高了可靠性，增加了多功能，但是还存在着电路复杂的缺点。随着单片机的快速发展，第三阶段的报警器以单片机为核心，丰富了报警器的智能化功能，可靠性越来越高[7]。而在防盗报警器方面，大致可分为三个发展阶段。第一代是开关式报警器，这种报警器大多安装在门窗上，当有人破门而入时就会报警；第二代是振动式报警器，同样安装在门窗上，当门窗发生振动时进行报警；第三代是空间移动报警器，如红外、超声波等，安装在室内，检测的空间内有人移动就会报警，运用最多的还是红外报警器[8]。
1.3 现有防火防盗的方法及发展趋势
现有的防火防盗方法主要有超声波探测技术、红外探测技术和光电开关等。超声波探测技术是检测发出和接受的信号频率是否一致来判断是否有入侵，易于实现且很难被入侵者发现；主动红外技术是根据回路是否被打断来判断，被动红外技术是检测人体所发出的红外线，隐蔽性也很高；光电开关通过检测发射端和接收端的由光强改变而引起的电流变化来进行探测的，具有体积小、精度高等优点[9]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2304.html
