【正文】 程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì) Design of Security System Based on Mobile Networks 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 20xx 年 5 月 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 作者聲明 本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注的地方外， 沒有任何剽竊、抄襲、造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范的行為，也沒有侵犯任何其他人或組織的科研成果及專利 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院所有。 從而， 人們的防盜意識(shí)越來越強(qiáng) ,對貴重物品防盜越來越重視 ， 各種防盜裝置應(yīng)運(yùn)而生。借助最可靠的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中文短信消息或電話形式，直接把情況放映到你的手機(jī)屏幕上，實(shí)時(shí)的監(jiān)控。s present situation and development trend, defined the work security system, security, security functionality is superior to other security systems。這給社會(huì)帶來極大的不安定因素。而網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)的基本工作原理是通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn) 貴重物品 定位及遠(yuǎn)程 狀況 報(bào)告等功能。 本課題研究的意義，綜合起來在于以下幾點(diǎn)： 1. 引入了 無線 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出一種新的全方位貴 重物品安全解決方案，通過設(shè)計(jì)具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)，為防盜系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 國內(nèi)外防盜設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r 國外防盜技術(shù)起步較早，由于被盜事件還是時(shí)有發(fā)生，小偷用各種方法來盜取他們認(rèn)為值錢的物品，也正是由于小偷的出現(xiàn)，貴重物品的防盜系統(tǒng)技術(shù)也在不斷改進(jìn)，以此來和小偷日新月異的技術(shù)相抗衡。而我國在防盜 技術(shù)方面一直較為落后，其原因是： 1. 我國的防盜的認(rèn)識(shí)不夠重視，資金投入不足。 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)等有效地應(yīng)用于防盜系統(tǒng)中，促進(jìn)了防盜技術(shù)的高度智能化和功能多樣化。使其不能有效發(fā)揮應(yīng)有的作用以達(dá)到防盜的目的。 如：電子鎖。 （ 4）網(wǎng)絡(luò)式防盜系統(tǒng) 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 防盜系統(tǒng)的基本工作原理是通過網(wǎng)絡(luò)來定位及遠(yuǎn)程 狀況 報(bào)告等功能。雖然此系統(tǒng)價(jià)格昂貴，目前僅用于少數(shù)高端 產(chǎn)品 上尚未實(shí)現(xiàn)普及，但是 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 防盜是未來發(fā)展的方向。防盜系統(tǒng)的功能的實(shí)現(xiàn)并不是由單一安防產(chǎn)品所能完成，它必須借助一整套的安防設(shè)施來完成。生物識(shí)別系統(tǒng)對生物特征進(jìn)行取樣，提取其唯一的特征并且轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼，并將這些代碼組成特征模板。 1. 虹膜識(shí)別技術(shù) [1]：虹膜是一種在瞳孔內(nèi)的織物狀環(huán)狀物，每一個(gè)虹膜都包含水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、凹點(diǎn)、皺紋等特征?；谶@些特征的識(shí)別是非常復(fù)雜的，需要人工智能和機(jī)器知識(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。指紋識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)是指紋為人體獨(dú)一無二的特征，它們的復(fù)雜度可以提供用于鑒別的足夠特征。它通過測量整個(gè)簽名動(dòng)作中字母與字母之間不同速度、順序和壓力的方式來進(jìn)行數(shù)字化提取。其優(yōu)點(diǎn)是采取非接觸的識(shí)別技術(shù)，用戶可以自然的接受。 傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、 數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 紅外探測器 紅外探測器 [6]曾廣泛用于各種領(lǐng)域如建筑、安全、家電和工業(yè)等領(lǐng)域，功能多種多樣，包括運(yùn)動(dòng)檢測、溫度測量、計(jì)數(shù)以及火災(zāi) /氣體檢測等，紅外探測器已從最初的僅具有基本運(yùn)動(dòng)檢測功能的單像素?zé)犭娞綔y器發(fā)展到可以應(yīng)用于更復(fù)雜的系統(tǒng)、更多樣化的高端設(shè)備市場如溫度感測或 者氣體 /火災(zāi)探測、光學(xué)檢測等。主動(dòng)紅外探測器技術(shù)主要采用一發(fā)一收，屬于線形防范，現(xiàn)在已經(jīng)從最初的但光束發(fā)展到多光束，而且還可以雙發(fā)雙受，最大限度的降低誤報(bào)率，從而增強(qiáng)該產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可靠性。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時(shí)就會(huì)向外釋放電荷，檢測處理后產(chǎn)生報(bào)警。 被動(dòng)式紅外探測器作為紅外技術(shù)在電子防盜探測器領(lǐng)域應(yīng)用最多的一種產(chǎn)品，已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分，但其不容忽視的誤報(bào)或漏報(bào)現(xiàn)象層出不窮，如何改進(jìn)將成為被動(dòng)式紅外探測器一直追尋的方向。 光電傳感器防盜報(bào)警系統(tǒng)采用非接觸式光電技術(shù)，具有易安裝、體積小、準(zhǔn)確性高、可靠性強(qiáng)且能實(shí)現(xiàn)大面積監(jiān)控及“一對多”的遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，使其在教室、辦公室、居民區(qū)、商場、倉庫等不同場所有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 測量時(shí)，將傳感器基座與試件剛性固定在一起。輸出電量由傳感器輸出端引出，輸入到前置放大器后 就可以用普通的測量器測出試件的加速度，如在放大器中加進(jìn)適當(dāng)?shù)姆e分電路，就可以測武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 出試件的振動(dòng)加速度或位移。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。目前國際上都已經(jīng)公認(rèn)全球定位系統(tǒng)的簡稱為 GPS。 GPS 的偽距定位基本原理為 ：衛(wèi)星的不間斷發(fā)送星歷參數(shù)與時(shí)間信息。 差分定位就是依據(jù)多臺(tái)接收器的觀測數(shù)據(jù)來確定觀察地點(diǎn)之間的的相對位置的方法，它既可以采用偽距測量也可以采取相位觀測量，大地測量以及工程測量都應(yīng)該采取相位觀測值再做相對定位。 前端探測器是防盜系統(tǒng)中最重要的部分之一，報(bào)警的發(fā)生和誤報(bào)率的降低都是有前端探測器性能所決定，只有前端探測器性能優(yōu)越才可以實(shí)現(xiàn)高性能的防盜系統(tǒng)的警戒作用，也是減低誤報(bào)率的關(guān)鍵 。主控裝置采用單片機(jī)的控制，功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)： GSM手機(jī)控制方式有兩種方式，一種是模擬鍵盤控制方式，采用雙 DTMF雙音信號編解碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號發(fā)送接收。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理方框圖如圖 。控制系統(tǒng)主要完成以下工作。 主控系統(tǒng)的單片機(jī)選用 Atmel 公司 生產(chǎn)的 AT89S52微處理芯片，該芯片 與射頻識(shí)別 主控中心 電源 GSM 模塊 用戶 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 、 1000次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz、 三級加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程 I/O口線 、三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷源 、 全雙工 UART串行通道 、 低功耗空閑和掉電模 式 、 掉電后中斷可喚醒 、 看門狗定時(shí)器 、 雙數(shù)據(jù)指針 、 掉電標(biāo)識(shí)符 。其中西門子的 TC35系列模塊性價(jià)比很高，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。 ，且易于升級為 GPRS模塊。 軟件 系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件包括三個(gè)方面內(nèi)容， 警情信號 ，單片機(jī)對輸入輸出信號處理，通過單片機(jī)控制 GSM模塊向手機(jī)發(fā)送短信。本系統(tǒng)是應(yīng)用 GSM網(wǎng)絡(luò)作載體，傳遞手機(jī)與裝置的互動(dòng)信息。 1. AT89S52 單片機(jī) AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 2. AT89S52 單片機(jī)的功能特性 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 3. AT89S52 的管腳 AT89S52 的管腳 排列如 圖 所示。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié) 。 表 P1的第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編 程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 鑒于 AT89S52 的各種優(yōu)良特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成電子控制單元 ， 控制中心 電路圖如 圖 所示 。 該系統(tǒng)設(shè) 計(jì)的目的是在物品被偷盜時(shí)能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，以提示用戶。圖 給出系統(tǒng)組成框圖。因此，在存儲(chǔ)電路時(shí)，無需擴(kuò)展，只需設(shè)計(jì)電源電路、 CC2500 通訊電路，以及復(fù)位電路。 C8051F330 單片機(jī) C8051F330 是 Silicon Laboratories 公司生產(chǎn)的完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型單片機(jī)。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 表 C8051F330 引腳 功能 引腳名稱 引腳類型 說明 RST/C2CK 數(shù)字 I/O數(shù)字 I/O 器件復(fù)位：內(nèi)部上電復(fù)位或 VDD 監(jiān)視器的漏極開路輸出。 數(shù)字 I/O模擬 I/O 端口 外部時(shí)鐘輸出。 CC2500 芯片 CC2500 是一種低成本真正單片的 收發(fā)器，為低功耗無線應(yīng)用而設(shè)計(jì)電路設(shè)定為 的 ISM（工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)）和 SRD（短距離設(shè)備）頻率波段。 CC2500 的主要操作參數(shù)和 64 位傳輸 /接收 FIFO（先進(jìn)先出堆棧）可通過 SPI 接口控制。優(yōu)秀的接收器選擇性和模塊化性能；芯片內(nèi)頻率合成器，不需要外部濾波器或 RF轉(zhuǎn)換；可編程控制的基帶調(diào)制解調(diào)器 z 理想的多路操作特性；可控的數(shù)據(jù)包處理硬件；高效的 SPI 接口 ； 所有的寄存器能用一個(gè)“突發(fā) ”轉(zhuǎn)換器控制 ；自動(dòng)頻率補(bǔ)償可用來調(diào)整頻率合成器到接收中間頻率等。 SIM 電壓為武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 3V/， TC35i的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ， 可選波特率為 300b/s～ 115kb/s， 自動(dòng)波特率為 ～ 115kb/s。 圖 TC35i 工作原理圖 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 TC35i 的硬件 TC35i[13]模塊有 40 個(gè)引腳，通過一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插 座 )連接器引出。 15 腳是啟動(dòng)腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT 加一個(gè)大于 100ms 的低脈沖 ， 電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過 1ms。硬件握手信號用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。當(dāng) LED 熄滅時(shí) ,表明 TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED為 600 ms 亮 /600ms 熄時(shí)，表明 SIM 卡沒有插入或 TC35i 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng)LED 為 75 ms 亮 /3s 熄時(shí)，表明 TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。 模塊的供電電壓如果低于 會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。 單片機(jī)通過兩根 I/O 口控制 TC35i的開關(guān)機(jī)、復(fù)位等，通過串口與 TC35 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信速率為 9600Kbps，采用 8 位異步通訊方式， 1 位起始位， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位。 AT 命令集的指令格式幀都以 AT 開頭 ,選擇 PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )模式 ,用十六進(jìn)制格式編碼 ,存儲(chǔ)在 E2 PROM 中 。 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 系統(tǒng)報(bào)警短消息的發(fā)送和接收 短消息檢測與控制電路部分 本系統(tǒng)最終選定西門子 TC35i 作為無線通信模塊，其外圍電路圖短消息檢測與控制電路如圖 所示 。 程序編寫見附錄 1。 該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射器與應(yīng)答器之間的無線通訊。 AT(Attention)指令集是調(diào)制解調(diào)器通信接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 GSM 引擎模塊提供的命令接口符合 GSM07． 05 和 GSM07． 07 規(guī)范。 0PDU 模式 ) 回答： OK 發(fā)送： AT+CMGS=24//短信息長度，注意為十進(jìn)制。這樣就方便、快捷地實(shí)現(xiàn)了基于短消息的收發(fā)、查詢和管理。 7bit 編碼用于發(fā)送普通的 ASCII 字符， 8 bit 編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息， UCS2 編碼用于發(fā)送 Unicode 字符，編碼類型在 PDU 數(shù)據(jù)包中指定