理论教育 江南大学开发便携式防入侵监测系统

江南大学开发便携式防入侵监测系统

时间:2023-06-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们设计出一种便携式宿营地入侵监测系统。在宿营地,使用者将监测发送装置随意地布置在宿营地的周围,当有入侵者被检测到时,传感器会输出信号给接收报警装置,接收报警装置计算出报警节点的方位并输出在手持终端的显示屏上,同时发出报警声,CDMA模块给手机发短信,告诉宿营者可能存在危险。

江南大学开发便携式防入侵监测系统

团队成员:张佳宇 马晓贤 赵山 高雪

还记得一个笑话吗?

英国大侦探福尔摩斯和他的助手一天晚上在山坡上搭起帐篷露营,睡到半夜,福尔摩斯推醒旁边的助手,指着满天的繁星问道:“看到这么多星星你想到了什么?”

助手沉思了半晌,说道:“天空真是无边无际,每颗星星都相当于一个太阳,而我们居住的地球在太阳系里只是很小的一颗行星,我们人类又是显得多么渺小啊!”

“你这个笨蛋,我们的帐篷被偷了!”福尔摩斯怒道。

我们暂且不去探讨笑话本身的真实性。但是这个笑话从一个方面告诉了我们野外露营本身存在一些野生动物侵袭,歹徒骚扰等等风险。

我们设计出一种便携式宿营地入侵监测系统。在宿营地,使用者将监测发送装置随意地布置在宿营地的周围,当有入侵者(动物、人)被检测到时,传感器会输出信号给接收报警装置,接收报警装置计算出报警节点的方位并输出在手持终端的显示屏上,同时发出报警声,CDMA模块给手机发短信,告诉宿营者可能存在危险。 

实施方案

该系统主要应用四种技术:ZigBee无线通信技术、ARM内核的控制器技术、传感器技术、电信CDMA通信技术。

1.ZigBee无线通信技术

ZigBee无线通信技术用来实现传感器数据和控制命令的无线传输。

硬件上以TI的CC2530芯片为核心,该芯片内核为8位单片机,可实现以本系统需求的相关控制操作,节点外围设备主要包括LED、按键、天线、烧写口、串口等;软件上采用Zigbee2007-pRo版本的z-stack协议栈,开发使用TI提供的IAR开发环境,开发时主要更改协议栈的应用层。(www.daowen.com)

实现功能为:单片机会定时读取传感器输出的Io口。由于是开关量,只需要将数据放入自定的数据帧,再将数据帧通过发送函数,发送至协调器节点,协调器接收后,将相关字节取出,放入发送至控制器的数据帧中,并通过串口发送。此即完成一轮无线通信的相关任务。

2.ARM内核的控制器技术

该系统使用以ARM11为核心控制器的开发板作为主控制器,与用户的交互通过触摸屏来实现,界面的编写由QT完成。有关该部分需要涉及的技术和相关步骤有:

● 使用Linux系统作为开发平台,需要将系统移植到ARM中,根据需求,对Linux内核进行相关的裁剪,满足处理器的处理能力,也能减小处理开销。

● 编写QT界面,使用QT Creator软件,设计界面,并编写相应的程序,完成人机交互的要求。

● QT可执行程序的移植和配置,将编写好的程序编译成可执行文件,并移植至ARM Linux系统中,更改相应的配置文件,使其可正常运行。

3.传感器技术

该系统采用热释电红外线传感器作为测量器件,型号为DYp-ME003,根据系统需求,在红外器件前端安放了一个透镜,限制红外器件的测量角度,以避免产生误报警,同时,模块可调器件的感应距离,可从3米至7米。

4.电信CDMA通信技术

该系统中使用华为的MC323 CDMA模块,具体使用方法是通过AT指令集,对模块进行操作,在本系统中则是由ARM通过串口,直接向该模块发送指令,具体实现功能是想用户指定的手机发送报警短信。用户首先在界面上制定手机号码,当有报警产生时,处理器会通过串口向模块发送AT指令,该指令可向设定号码发送短信,短信内容也由相关指令发送。

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