科技职称论文发表基于GPRS的文物安防系统的设计

来源：职称驿站所属分类：智能科学技术论文
发布时间：2015-06-09浏览：35次

　　《电子设计工程》是经新闻出版署和国家科委批准创办的国家正式期刊。创刊于1993年，主要介绍当前比较先进的国内外电子技术、元器件技术及其应用的科学技术类期刊，主要囊括电源技术应用、工业自动化、网络与通信工程、测控与仪器仪表、图像与多媒体技术、汽车电子、消费类电子、嵌入式系统、信息安全以及计算机应用等领域。　本刊主要栏目：测控与仪器仪表、网络与通信工程、数字信号处理、嵌入式系统、新特器件应用、图像与多媒体、工业自动化、电力电子技术等。

　　摘　要：基于GPRS的文物安防系统是一种用于野外或者博物馆等一些存放文物的环境的智能保护系统。保护的对象包括古墓，石碑，贵重字画以及运输中的文物等。本文着重研究文物安防系统的设计，辅控制器完成包括文物温湿度、姿态以及GPS信息的采集再通过GPRS将采集信息传输至服务器。安防人员根据相应信息做出相应的安防措施。此设计的优点在于对野外文物进行监管的高效性，其运行的高效率性、可靠性、稳定性、快速性都得到了近一步的实现，满足系统控制要求。

　　关键词：文物,安防系统,GPRS,温湿度,姿态,科技职称论文发表

　　0引言

　　文物是一个国家和民族历史文化成就的重要标志。对于研究人类文明的演进具有重要意义。随着文物数量的增加、文物的广泛分布以及有不法分子试图盗取文物，之前通过人工看管和摄像头监控的文物保护方法已经不能满足需求。为了使文物得到更好的保护，提出了基于GPRS的文物安防系统的概念。

　　这是一种用于野外、博物馆、运输途中等一些存放文物的环境的智能保护系统，其利用自动控制技术来实现对文物的实时巡视检测、对巡检数据进行分析、对异常情况采取处理和控制措施的智能系统，它能为科学的保护文物提供保障。1系统总体设计

　　1.1文物安防系统的整体结构及性能指标

　　本系统是通过接收外部传感器测量文物状态信息，经辅控制器采集回来文物信息，再经过主控制器进行处理分析，并通过GPRS将文物信息传送至服务器，从而实现文物的保护。

　　1.2文物安防系统的硬件结构设计

　　由于本设计研究的对象是文物，其分布较广，而且有些文物处在复杂的环境中，这就需要搭建一个控制室，辅控制器在野外完成文物信息的采集。根据本系统的功能要求，其硬件结构由三大部分组成：数据采集、数据处理和数据输出。

　　各模块的基本功能如下：

　　(1)电源模块：为了满足各个模块工作所需要的稳定电压，就要设计一个电源管理模块调节相应的原始输入电压，确保整个系统工作的稳定可靠。

　　(2)传感器模块：传感器模块包括温湿度传感器、倾角传感器和GPS模块。

　　(3)辅控制器模块：辅控制器是整个系统采集的核心，主要完成倾角传感器和温湿度传感器以及GPS模块数据的采集，将得到的信息数据通过RS485总线向主控制器发送。

　　(4)通讯模块：本设计中通讯模块包含RS485和RS232，起到控制器之间以及单片机和GPRS之间的连接作用。

　　(5)主控制器模块：主控制器是用来把辅控制器发来的文物信息显示并保存，后通过GPRS模块将文物信息传输至远程服务器。

　　(6)GPRS模块：GPRS用来把文物状态信息传输给远程服务器。

　　(7)时钟模块：本设计中的实时时钟模块的作用是实时显示时间，读取文物即时状态信息。

　　(8)外部存储模块：采用基于I2C总线的E2PROM存储器，用于存放测量参数，具有掉电保护功能。

　　1.3文物安防系统的工作原理

　　本系统的工作原理大致如此：当文物挪动或者震动时簧片触点动作，单片机中断口产生中断唤醒的单片机，进入中断服务程序，采集传感器测量的文物状态信息。辅控制器采集完文物状态信息后，将文物状态信息通过RS485总线传输至主控制器，主控制器进行数据处理，通过LCD显示当前文物状态信息，而且驱动外部存储器将信息保存，然后通过RS232电平转换，把信息串行输出给GPRS模块后再传输至远程服务器。

　　2系统软件实现

　　2.1 系统软件模块实现

　　本设计的软件部分主要包括初始化、管理和维护更新三大模块。

　　2.1.1初始化模块

　　系统初始化包括以下五方面：

　　1) 时钟初始化：在时钟初始化中，外部时钟信号通过单片机内部锁相环PLL生成芯片所需要的各种时钟信号。

　　2) GPIO初始化：各传感器和其他外设模块都使用了单片机的I/O口。逐一对用到的I/O进行初始化，根据具体模块使用的I/O资源设置成相应的模式。

　　3) 中断控制器初始化：本设计的中断初始化就是对中断使能位、中断标志位和中断触发方式进行设定。

　　4) 定时器模块初始化：定时器主要是用来产生中断和触发DMA通道的定时器。初始化中断通道号和定时器开始溢出开始递减的值。

　　5) 串行通讯模块初始化：串行模块的初始化，主要通过设定对应的串行口的寄存器的某一位来确定串口号和波特率。

　　2.1.2管理模块

　　本设计的管理模块就是主函数部分，该部分主要包括各个模块初始化程序的调用，以及系统调试时的检测程序等。