第一篇：基于GSM红外报警系统设计和PDU编码的技术分析论文

引言

GSM（Global System for Mobile Communication）是目前全球使用最为广泛的2G移动电话系统，技术成熟可靠；尽管在数据传输速率上远不及3G和4G系统，但在网络覆盖、资费、互操作性等方面仍具有一定的优势，被广泛应用于远程无线数据传输系统，如远程防盗、智能电表、自动售货机、车队管理等领域。本文将介绍基于GSM的远程红外报警系统的设计及PDU编码过程。系统整体设计

如图1所示，系统主要由控制单元（AT89C2051）、GSM模块（TC35i）、红外探测器、报警器、电源等组成。红外感应器用于探测目标区域是否存在人或其它物体移动，并将探测信号送至控制单元，控制单元根据信号来控制报警器报警，并通过GSM模块向指定手机发送报警信号。系统硬件设计

3.1 GSM模块（TC35i）

TC35i是西门子公司推出的一款支持中文短信的工业级GSM模块，集射频电路和基带于一体，并支持标准的AT命令集。TC35i的数据接口（CMOS电平）通过AT命令可双向传输指令和数据，它支持Text和PDU格式的SMS，并可通过AT指令或关断信号实现重启或故障恢复。

TC35i模块具有40个引脚，分为电源、数据传输、SIM、音频接口和控制5大类。本设计中主要引脚使用情况为：（具体电路连接见图1所示）

1～5作为电源正输入，6～10作为电源负接地，电压范围为3.5～4.8V（推荐为4.2V），设计时要求供电电压不得低于3.3V，峰值电流（2A）时压降不得大于0.4V，否则系统会自动关机，因此要求供电模块内阻+连线电阻应小于200mΩ。

15为启动脚IGT，31为关闭脚（PD），这两个引脚作为单片机控制TC35i模块开、关机的控制引脚。另外需要说明的是：系统供电后，需要给15脚（IGT）加一个大于100ms的低脉冲（电平下降持续时间要求小于1ms），TC35i才能进入工作状态。若需要关闭TC35i，则只需将31脚（PD）维持至少3.5秒的低电平即可。

18脚（RXD）和19脚（TXD）作为与单片机连接的串口通讯脚，波特率设为9600。由于TC35i的COMS电平与单片机的TTL电平之间的差异，实际连接时需要进行电平转换，由MAX232芯片完成。

24～29为专用的SIM卡引脚，用于外接SIM卡，其中24（CCIN）引脚用于检测SIM卡是否插好，连接好输出高电平，否则输出低电平。

32引脚SYNC作为TC35i工作状态指示灯的控制端口。

3.2 控制单元（AT89C2051）

AT89C2051是美国ATMEL公司生产的一款低电压、高性能CMOS 8位单片机，能够与标准的MCS-51指令兼容。本设计中主要引脚使用情况为：P1.0为报警器控制端口；P3.0/RXD和P3.1/TXD作为与TC35i的通讯口，分别通过MAX232与TC35i的18和19引脚相连。P3.2和P3.3作为红外感应器的控制端口，分别用于红外线发射驱动和红外信号接收。

3.3 红外感应器

本次设计采用主动式红外探测器，由红外线发射管和红外接收头两部分组成。红外发射管D3选用L5IR5型红外发射管，由AT89C2051的P3.2端口经三级管Q1来驱动；为指示红外感应器工作状态，在电路上串联一个发光二极管D4。接收端选用带有内置信号放大电路的LF0038型红外接收头，其信号输出端引脚3与AT89C2051的P3.3端口连接。

3.4 电源设计

系统电源需求包括+5VDC（供控制单元、红外感应器及报警器用）和+4.2VDC（GSM供模块用）。由于TC35i对电源要求较高，设计中采用单片降压式开关稳压器LM2576-ADJ实现+12VDC到+4.2VDC的转换；而+5VDC则由7805稳压管实现转换。具体电路见图3所示。AT指令

AT指令是GSM模块的底层指令，用来控制GSM模块进行无线通信。GSM的AT指令集，是由NOKIA、MOTOROLA、ERICSSON和HP等厂家共同为GSM系统研制的。AT命令包括一般命令、呼叫控制命令、网络业务命令、安全性命令、电话本命令、短消息（SMS）命令、补充业务命令、数据命令、传真命令和串口命令。本设计主要用到GSM的短信发送功能，涉及的主要AT指令见表1所示。

一条完整的报警短信发送的AT指令流程为：

控制单元：AT＼r // “＼r” 代表ASCII字符中的回车字符，值为0x0D，下同。

GSM返回：＼r＼nOK＼r＼n//“＼n” 代表ASCII字符中的换行符，值为0x0A，下同。

控制单元：AT+CMGF=0＼r//设置为PDU模式。

GSM返回：＼r＼nOK＼r＼n

控制单元：AT+CMGS=019//发送一条长度为19的短信，长度计算见PDU编码过程。

GSM返回：＼r＼n >＼r＼n

控制单元：***6F811000D91683176563412F0000800048B6662A5//向目标手机（***）发送“警报”的报警信息（本地SIM卡号码为***）的PDU编码，该编码必须以“ctrl_z”结束，值为0x1A。5 PDU编码过程

目前，GSM短信编码常用Text和PDU两种模式。Text模式代码简单，但不支持中文短信；PDU模式不仅能发送英文短信，也能发送中文短信，因而应用广泛。PDU模式收发中文短信时，采用的是UCS2编码发送Unicode字符。一般的PDU编码由SMSC地址、基本参数、消息类型、目标地址、协议鉴别符、信息编码方式、有效期、用户信息长度和用户信息九项组成。下面以前面所述向目标手机（***）发送“警报”的报警信息（本地SIM卡号码为***）为例，说明PDU编码过程：

SMSC地址：08（地址信息长度，共8个字节数，含91和F），91（TON/NPI国际格式，“+”），683118325476F8（短信中心号码，由86***每两位取反得到，最后若为奇数位，则补F后取反）

基本参数TP-MTI/VFP：11（TP-VP用相对格式）

消息类型TP-MR：00（00表示为短消息）

目标地址：0D（目标地址信息长度，共13个十进制数，这点与SMSC地址信息长度定义不同，且不含91和F），91（TON/NPI国际格式，“+”）683176563412F0（短信中心号码，由86***每两位取反得到，最后若为奇数位，则补F后取反）

协议鉴别符TP-PID：00（普通GSM点到点类）

信息编码方式TP-DCS：08（UCS2）

有效期TP-VP：00（5分钟）

用户信息长度TP-UDL：04（4个字节）

用户信息TP-UD：8B6662A5（“警报”的 Unicode码）

前面所述“AT+CMGS=019”指令中，短信长度19。结束语

本文基于AT89C2051单片机和TC35i模块构建了基于GSM的远程红外报警系统，系统构成简单，实现容易，可广泛应用于家庭、小区、工厂、商场、酒楼、汽车等领域防盗报警及危险警戒区安全报警。

韩斌杰，杜新颜，等.GSM原理及其网络优化（第2版）.北京：机械工业出版社.202_.于园园.基于GSM的远程家居智能控制研究.长春：长春理工大学.202_.SIEMENS.TC35i Celluar Engine Hardware Interface Description.Siemens Version00.03.

第二篇：经济型GSM路灯防盗报警系统说明书

GSM型全天候智能路灯线缆防盗 GSM短信、电话报警系统使用说明书

一、概述：

针对目前市政道路路灯线缆被盗非常严重的情况，我公司及时研制生产了GSM型全天候智能路灯线缆防盗GSM短信、电话报警系统。该系统能在路灯线路带电与否，都能正常、有效地对线路进行监控。一旦出现盗情，GSM报警器立即发出盗情信息，值班人员能通过手机迅速获取报警信息；接警总台也能同步接收到报警信息，并在电脑上清晰地显示出来。该系统的研制成功，填补了国内市政道路路灯线缆防盗领域的一项空白。为市政路灯管理部门提供了一套理想的路灯线缆防盗报警系统。

二、工作原理：

GSM型全天候智能路灯线缆防盗GSM短信、电话报警系统，是由GSM报警器和若干台路灯控制器组成。当线路正常供电时，GSM报警器对线路进行电压检测，一旦断电，GSM报警器立即发出断电报警信息；另外，当线路停止供电时，GSM报警器的7路线缆接线端口与路灯控制器构成一个闭合的环路；一旦线缆被剪断，GSM报警器马上发出报警信息；此时，值班人员能很清晰地知道是哪一路传来的盗情信息；接警总台也同时获取该信息。达到同时报警的目的。

三、主要功能：

1.GSM报警器可单独使用，也可跟总台、电脑组网使用统一管理。2.GSM报警器可选发短信或打电话报警方式，也可同时使用。3.电话实时报警时，不用接听即可通过手机来电显示报警地址。4.短信报警时，报警信息可区分7路线缆和第8路控制箱断电报警。5.通过短信遥控GSM报警器布、撤防，并可查询、修改报警信息。6.通过短信存储、修改5组接警GSM手机号码和1组总台电话。7.可向一部手机发送定时短信息，并可设置定时发送时间1-99小时。

四、GSM报警器安装使用方法：

1.SIM卡应选用新的卡或是没有存储任何信息的，并预存有足够的通信费，以确保GSM报警器正常工作。

2.SIM卡应在报警器GSM模块断电的时候才能放、取SIM卡！

3.SIM卡安装好后GSM模块就可以上电工作，初次上电后等GSM模块寻找网络，橙色指示灯闪烁,30秒后指示灯转为绿色长亮，表示进入撤防状态，这时可用手机发短信存储报警手机的电话号码，等GSM报警器回传确认信息，此时指示灯由绿色转为橙色5秒左右后转为绿色长亮；再发短信布防，指示灯再转为橙色5秒左右后转为绿色闪烁，即进入布防状态。

4.设置时使用的手机收到回复短信，确认无误后表示设置成功，若手机没收到回复短信，表示设置失败，请重新发送正确的短信指令格式对GSM报警器进行设置；若无法布防，先查询是否存入一组电话号码。

5.将GSM报警器的上盖盖好，GSM报警器安装在适当的位置，插好标准的单相制220V电源线，并接好相应的监控线路的一条相线和零线，再把路灯控制器接到线路末端对应得相线和零线上，即可投入正常的监控状态。

6.七路路灯线路输入端分开，并与路灯控制器配合使用，监控每一条线路；如果控制箱只有四路或只接两路，只要先将GSM报警器内不用的监控线路用短路块插上短接，使该线路停止监控；要再使用时，只要将相应的短路块拔下，插一脚备用，即可进入相应线路监控状态。

7.在电池供电充足的情况下，就可以断一相电测试报警，指示灯转为红色闪烁，表示正在报警当中，报警完指示灯转为绿色闪烁，恢复供电后就再进入监控状态。

五、GSM报警器信息存储、修改方法(指令)：

1．布、撤防：

1#0#（撤防）；

1#1#（布防）2．短信报警开、关：

12#0#（短信报警关）；

12#1#（短信报警开）3．电话报警开、关：

15#0#（电话报警关）；

15#1#（电话报警开）4．修改密码：

31#+六位数新的密码+#（初始密码为：123456）5．查询手机电话号码：（此命令只能单独使用）

50## 6．预存手机电话号码：（此命令不能与其它命令混合使用）

51#+11位手机电话号码+#（预存第一组手机电话号码）52#+11位手机电话号码+#（预存第二组手机电话号码）53#+11位手机电话号码+#（预存第三组手机电话号码）54#+11位手机电话号码+#（预存第四组手机电话号码）55#+11位手机电话号码+#（预存第五组手机电话号码）7．查询报警中心电话号码：（此命令只能单独使用，中心联网用）70## 8．存储报警中心固定电话号码：（3000型单向报警接收总台，中心联网用）71#+电话号码（0—15位数）+# 9．存储本机方位码：（3000型单向报警接收总台，中心联网用）72#+方位码+#（001--999三位数字的本机方位码）

10．存储短信报警中心手机电话号码:（短信报警监控中心，中心联网用）

73#+11位手机电话号码+# 11．存储定时短信接收手机电话号码: 74#+11位手机电话号码+# 12．存储定时短信的定时时间：

75#+（1-99）+#(定时时间为1-99小时可选)

13．查询报警短信内容：（此命令只能单独使用）

80## 默认的短信内容为：

1:端口1报警；2:端口2报警；3:端口3报警；4:端口4报警； 5:端口5报警；6:端口6报警；7:端口7报警；8:端口8报警； 9: 控制箱断电报警；

14．存储报警短信内容：（此命令不能与其它命令混合使用）

81#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口1的短信）82#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口2的短信）83#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口3的短信）84#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口4的短信）85#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口5的短信）86#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口6的短信）87#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口7的短信）88#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口8的短信）89#+短信内容（1到8个字）+#（存储端口9的短信）15．查询当前工作状态：（此命令只能单独使用）

90## 初始密码为：123456，当用户发短信对GSM报警器进行设置时，每条短信息前面必须加上六位密码+#再加指令码+#指令或信息+# 每条短信息最长不能超过40个字（80个字节）,“#”要使用数字的符号，不能使用中文的符号“＃”。

（例1）:123456#51#135XXXXX359#（存储第一组手机电话号码）（例2）:123456#81#线路1报警#82#线路2 报警

#（存储并修改端口1和端口2的短信内容）（例3）:123456#50##（查询预存的手机电话号码）（例4）:123456#80##（查询报警短信内容）

（例5）:123456#1#1#12#1#15#1#（设置布防、短信报警开、电话报警开）

六、GSM报警器、路灯控制器的接线方法：

GSM报警器一般安装在路灯电控箱内，路灯控制器一般安装在距离电控箱≤3公里的线缆上。最好是能够隐藏的地方。单相（220V）电源线对应接入GSM报警器。GSM报警器底部有一排十六位的接线端子，从左至右每两位为一路，共七路。每两位中左边的接线端子接火线，右边的接线端子接零线（注意：一定不能接反）。路灯控制器额定工作电压为220V。红色电缆线接火线，黄色（或绿色）电缆线接零线（注意：一定不能接反），第八路（第十五、十六端口）为防拆端口，接防拆开关时用。每一路控制器与GSM报警器的接线端子对应连接好。请参考安装示意图。1．GSM报警器：AC220V输入。

2．路灯控制器为AC220V输入，红线：相线； 绿黄线：零线。

七、安装示意图：

八、注意事项：

1.智能SIM卡需使用新卡，没有存储任何信息的，输电话号码时，最好只输入相关值班人员（主要负责人）或是一两个电话号码即可。

2.用户用手机发送设置短信给GSM报警器时，每次发送短信后，GSM报警器都会3.4.5.6.7.回传相应的回复短信给用户的手机校验，若是无回复短信，表示设置失败。有设置定时短信的用户，回复的短信为本机方位号，本机方位号为空时，信息也是空的！只能在手机上保存号码时姓名栏输入相应的地址来区分回复信息！装卸智能SIM卡时需断开发射模块的电源！机内有高压检测电路，非专业人员请先断电后再进行相应的操作调整！

发射机内部电池没电时，需先充电10小时以上，再进行安装试验。（发射机放置几天后，电池没电，可取接变压器的这一组220V电源线进行充电。）

接线过程要认真、仔细、接线要牢固，不要因接线不牢、线头接触不良产生误报现象。

定期检查报警器工作是否正常，通讯是否正常、可靠，并做好日常管理工作。

8.线路断电或断线时，GSM报警器报警后如未及时检查或修复线路，每天会定时发送报警信息给管理人员。如短期内无法恢复供电，可先将GSM报警器撤防掉，等线路修复并恢复供电后再布防。

9.接收总台与电子地图软件操作方法详见相关说明书。10.注：机器实物外观与图片有所偏差时与机器的外观为主。

济南宏特安防电子有限公司 0531-85800819

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第三篇：SCADA实时报警信息综合分析系统实现技术探讨

【摘 要】电力网络规模大，接入设备和数量多，电力网络运行过程容易产生故障，需要专业人员时刻监控一次、二次设备和系统的运行情况，及时捕捉各类故障的报警信息。由于监控信息量大、监控人员有限，所以电网监控工作量非常大。为了提高电网运行故障报警信息分析实时性、和智能化程度，采用先进的etl数据抽取技术和电网各逻辑关系，自动分析各类故障的关联关系，去繁就简，删除冗余，确定电网故障的最根本原因，提高了故障报警信息分析的准确度，方便监控值班人员快速故障定位，为电网安全稳定运行提供决策支撑。

【关键词】scada 报警信号 告警信息 b/s架构

引言

随着国家电网的快速发展，电网拓扑结构复杂，接入设备种类和数量均数以万计，因此需要构建专业的监控值班团队全天候、全区域进行实时远程综合监控。由于每个值班人员每天需要监控数十个甚至上百个变电站的几千条甚至上万条的各类信息，工作量非常之大，给工作人员带来了巨大的工作压力。为了降低监控人员的工作压力，提高故障信息判定的准确性和实效性，因此需要采用计算机技术构建scada实时报警信息综合分析系统，该系统可以对监控信号根据各设备之间的逻辑关系进行有效的分析，为监控人员提供一个智能的分析工具，有力的支撑值班人员的判断和决策。

scada实时报警系统功能

scada系统采用计算机技术作为基础，实现了数据提取、真伪信息自动判定、重复冗余信息自动处理、故障信息综合判定功能，可以对电力运行的各类设备故障信息进行综合监视[1]。目前，scada系统可以迅速的定位系统故障状态，加快决策管理功能，提高对电网的运行的可靠性、安全性和经济性，降低电力系统的调度，实现电力自动化调度的信息化，提高系统调度的效率和智能化水平，具有不可替代的作用[2]。scada可以有效的处理模型数据，获取更加电力设备运行实时数据，具有以下三个方面的数据分析功能：

（1）数据模型抽取。数据模型抽取可以将电力运行数据存储到数据库中，这些数据都包括变压器、发电机、交流线和场站等等，并且根据电网拓扑结构能够模拟电网运行情况，电网模型是一直不断的变化和新增的特点，引进了差异化的etl数据抽取模式，并且通过croba实时运行数据库获取，模拟中间数据库进行转换[3]。

（2）设备实测数据抽取。电力设备实测数据包括遥信数据和遥测数据，电网遥信数据特点的变化量较小，但是数据量非常大，遥测数据和变化比较频繁，数据量相对较小，因此scada可以统一存储和管理相关的数据，生成可以调用的接口代码，抽取跟设备相关的一一对应的实测数据，按照系统的需求存储到系统的后台数据库中。

（3）告警信息抽取。电力运行网络的告警信息存储在历史数据库中，由于电力运行网络的数据变化快，更新频次快，实时性高，并且由于数据冗余量非常大，重复的数据多，因此非常容易造成调度人员耗费大量的时间筛选数据信息，scada实时告警系统可以根据定制的各电网模型之间的逻辑关系，自动筛选、综合判定，并将数以千计的故障信息凝结提炼成一条或多条最真的故障信息，实时展现给监控值班人员，及时通知相关人员紧急处理。

scada实时报警系统实现关键技术

scada实时报警系统设计与实现过程中采用多种软件工程技术，其中关键技术分别是b/s架构、标准化数据建模与分析、etl数据差别抽取存储四种，可以提高scada系统操作的便捷性，利于系统推广和使用。

（3）etl数据差别抽取技术。etl是构建数据仓库的重要一环，用户从数据源抽取出所需的数据，经过数据清洗，最终按照预先定义好的数据仓库模型，将数据加载到数据仓库中去。对于电网模型数据，数据信息非常庞大，但是其新增或修改的内容相对较少，所以，运用etl抽取技术，系统可以自动扑捉电网模型的实时变化情况，并自动及时更新最新数据，保持电网模型和实测数据统一。

结语

随着国家电网的快速建设，电网中接入的设备种类和数量急剧上升，因此电网运行需要构建一个设备运行故障信息综合判定系统，以便能够实时监控电网运行状态。scada实时报警信息综合分析系统能够利用标准化数据建模技术抽取电网中的报警信息，使用b/s架构和友好的界面交互技术，提高了系统操作便捷性，能够更好地获取报警信息并且进行分析，为电网运行提供决策。

第四篇：机动车行车事故自动报警系统的设计与分析论文

引言

自20 世纪90 年代以来，全世界每年死于道路交通事故的人数基本保持在50 万人左右。我国自202_ 年以来，每年死于交通事故的人数都在10 万人左右，致死率达17%左右，但其中有相当一部分伤亡人数是由于救援不及时造成的。法国的实践表明，对于交通事故重伤者，在30 分钟内获救，其生存率为80%，在90 分钟内获救，其生存率仅为10%以下。根据上述数据可看出，获得及时救援可大大提高当事人的生存率。鉴于此，本文提出一种机动车行车事故自动报警系统的设计方法，以使系统可根据车辆的姿态信息及时判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时告警达到及时救援的目的。系统设计原理

此系统的组成包括MSP430 单片机，GPS 接收机，GSM 通信模块以及加速度计、陀螺仪，磁力计等传感器模块。GPS 接收机以固定的时间间隔接收来自卫星的定位信息，并将此信息通过UART 串口发送给单片机，单片机将此信息写入FLASH 作以储存，同时在间隔时间内，各传感器模块会采集车辆的姿态信息(加速度，倾斜角度，角速度等)，并通过I2C 协议将采集数据发送给单片机，单片机进行数据分析后判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时将储存的定位信息通过GSM模块发送给指定联系人，然后报警，以确保受害者在事故发生后可以获得及时救援。车祸判断原理

根据国家标准《GB 11551-202_ 汽车正面碰撞的乘员保护》，汽车碰撞的实验条件是：碰撞瞬间，车辆速度为50km/h(可更高)。亦及符合本标准设计的车辆在50km/h 的速度下发生正面碰撞时基本不足以造成生命危险，而速度更高时可能发生产生严重伤害。故将以50km/h的速度发生碰撞的情况作为判断阈值。

根据公式a=dv/dt，取v0=50km/h，vt=0，碰撞时间为90ms，则得在匀速碰撞过程中a=15.4g(g=10m/s2)，同理，若选取v0=60km/h，形变时间t=80ms，则a=20.8g，选取v0=70km/h，t=70ms 则a=27.8g。根据上述计算，可认为车辆加速度在达到15g 时可判断为发生严重碰撞事故，需要得到及时救援，故在系统中可设定15g 为判断阈值，当系统测量加速度值大于15g 时及触发报警。系统硬件

3.1 GSM 通信模块

GSM(全球移动通信系统)是一种广泛应用于世界各地的数字移动电话系统。本系统中GSM 采用的是华为GTM900-C 模块，其支持标准AT 指令和增强的AT 指令，支持短消息和语音业务，可在-20℃—+70℃的范围内正常工作，功耗低，满足系统工作要求。同时，本模块可以通过UART 接口与外界通信，并支持3.0V 电平的输入输出，使得其可以更方便的与MSP430 系列的单片机完成通信。

3.2 GPS 卫星模块

GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称，是一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统。本系统中采用和芯星通UM220 模块，其功耗典型值为350mw，可在-40℃—+85℃范围内正常工作，定位精度可达10m 以内，并可根据需要设置其数据更新率、接收数据类型和启动类型，满足系统需求。同时本模块也可直接通过UART 接口与外界设备通信，简化系统硬件结构设计。

3.3 陀螺仪和磁力计

陀螺仪通过测量三维坐标系内陀螺转子的垂直轴与设备之间的夹角，并计算角速度，通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态。本系统中采用MPU6050 模块，其内部集成了陀螺仪和加速度计，可通过I2C 协议直接从模块读取测量值。

磁力计可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁力计的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角，此处选用HMC5883L，其内部包含三轴磁阻传感器，也可以通过I2C 协议读取测量数据。系统软件设计

4.1 系统软件流程

此系统的软件功能主要为：①完成系统初始化;②实现GPS 有效定位及GSM 网络注册;③采集车辆姿态信息数据;④数据处理;⑤发送短信及拨打电话。

4.2 GPS 实现车辆定位

GPS 接收信号NMEA-0183 Ver3.0 协议的输出信息有GGA，GSA，GLL 等多种类型，本程序选择接收GGA，GSV，RMC 三种类型的信息，此三种模式下的输出信息中包含定位有效性标识，经纬度，日期，时间以及其他丰富信息，可以完全满足系统定位需求。此处选取RMC 的输出信息类型做以说明：RMC 消息格式：$--RMC,time,status,Lat,N,Lon,E,spd,cog,date,mv,mvE,mode*cs;程序中依据“RMC”字符串判断出信息类型，依据‘,’字符的数目判断接收的内容，例：判断接收到3 个‘,’，则接下来在下一个‘,’之前接收信息为纬度，依据纬度格式：ddmm.mmmmmm，dd-度，mm.mmmmmm-分，提取出纬度值。按照上述方法，则可正确提取有效信息，但值得注意的是此处接收为UTC 时间，与北京时间相差8 小时，需进行转换。

4.3 车辆姿态信息采集

车辆姿态信息的采集是通过陀螺仪，加速度计及磁力计完成的。本系统中采用的MPU6050 其内置有陀螺仪和加速度器，可以直接获取加速度和角速度，经过数据处理消除零漂及误差后可以得到准确的加速度与角速度，之后配合磁力计经由四元数和欧拉角公式的融合演算，可以计算得出此时车辆的角度信息。

4.4 车祸判断方法

程序中采用加速度，角速度及角度的联合判断，达到在多种情况下判断车祸发生的目的。传感器将采集的加速度，角速度传输到单片机中后，单片机先行判断加速度值，当超过设定值(15g)后确定车祸已发生，若加速度达不到设定值则继续判断角速度，在车辆发生甩尾或者翻滚的情况下会造成角速度过大，然而，颠簸也会造成角速度过大，所以此时需要配合角度大小的判断才能避免误判。按照车辆行驶的正常状态，我们选取30°作为角度判断的阈值。通过加速度，角速度，角度的联合判断，可以在撞车，翻车等多种意外情况中及时正确的判断车祸发生。

4.5 通过GSM 网络编辑，发送短消息

在判断车祸发生后需要将受害者的位置信息发送给指定联系人，通过GSM 网络发送短信息之前要先进行初始化与网络注册。本程序中，通过AT 指令“AT+CMGF=1”设置短信为文本方式，通过AT 指令“AT+CREG?” 查询网络注册状况，当网络注册成功时即可通过GSM网络发送短消息。单片机从FALSH 中读取存储的定位信息，经处理后形成包含经纬度和时间信息内容的短消息字符串，之后通过UART 串口经GSM 模块发送给指定联系人。系统测试

5.1 利用加速度判断车祸方法的测试

为了验证系统性能，采用系统在滑轨上运动来产生匀加速运动的方法，并利用红外对管标定加速度的方法计算实际加速度大小，通过实际加速度的测量来验证系统采集加速度的准确性，并证明系统在达到加速度阈值时触发报警的可运行性。由于设备有限，本次只进行了0~1g 的小加速度范围内的试验。

系统在重物牵引下沿滑轨匀加速运行，图中的红外对管阵列与单片机相连接，利用单片机的外部中断与定时器可方便得到系统在通过每一对红外对管的时间。在某次试验中得到如下数据：由于A 点为起始点，可认为此时的速度为0，利用公式h=at2/2 可以求得此时的加速度值，分别为：0.9g，0.91g，0.93g。由于时间是ms 级的，故微小的时间差会带来加速度的较大区别，此组数据在可接受的变化范围内，因此可认为此次试验下系统的加速度值在0.85g~0.95g的范围内。本次试验中，分别将加速度阈值设定在0.6g 和1g 的情况下进行试验，可看出加速度阈值为0.6g 时触发报警，而设定为1g 时未触发，说明系统可以正确采集加速度，并在加速度达到阈值时准确报警。

5.2 利用角度判断车祸方法的测试

测试时，系统固定在滑轨上，通过将滑轨前后左右倾斜来模拟车辆翻车的情况，利用角度测量仪测量系统实际倾角，将其与系统测量角度相比较，以确定系统角度测量的准确性及在达到触发阈值时触发报警的可靠性。此处选取一次测量结果作以说明，阈值设定为30°。

由上述数据可以看出在误差允许范围内本系统可以正确测量角度，并依据阈值做出正确的触发告警判断。结语

在汽车工业高速发展的今天，开车出行成为人们的主流选择。然而，行车事故的频频发生，又行车安全成为威胁人们生命财产安全的主要因素。本文提出的行车事故自动报警系统旨在车祸发生时，帮助受害者获得最及时的救援，在最大程度上减少事故伤亡率。相信随着这种系统的推广，可以给汽车行业带来更大的安全保障。

第五篇：某银行大楼入侵报警系统设计 毕业设计（论文）

江苏城乡建设职业学院

毕业设计（论文）

论文题目： 某银行大楼入侵报警系统设计

二级学院： 设备工程学院

专 业： 楼宇智能化工程技术

班 级： 智能化17高专1班

姓 名： 陈 然 学 号 518175216

指导教师： 刘运清 职 称： 副教授

202_年7月 常州

目录

1引言

项目概述

3入侵报警系统概述

3.1视频监控系统的定义

3.2频监控系统的工作原理

3.3频监控的基本功能

统具体设计

4.1一层平面图

4.2二层平面图

4.3入侵报警系统图

设备选型

设备清单

总结

1引言

随着新型科学技术的发展，视频监控系统也由传统的单一的监控变成了多元化的方式，除了安防以外由于计算机技术的快速发展，视频监控系统可以实现控制、监视和信息管理的主要功能。控制可以对进行数据的处理和反馈的功能；监视可以实现多向操作且可以控制切换多路图像；信息管理可以对信息进行采集、接收和处理。视频监控系统是安防系统中重要部分，它可以在发生事故后，准确的提供重要证据。视频监控系统到目前为止已经有了几十年的发展，从19世纪末期出现的模拟视频监控系统到数字视频监控系统再到网络视频监控系统，短短的几十年的时间三个系统就有了质的飞跃，这离不开科技的支持。在科技飞速发展的今天，我们对视频监控系统要有新的认知，尤其是现在的网络视频监控系统。

搜集并整理网络视频控系统的发展过程，大致分为三个时期：

1.近距离视频监控

在视频监控系统发展的早期，大部分的视频监控系统均用同轴电缆作为传输介质，把摄像机采集的录像数据传输至显示器上。这样的视频监控的方法会使建造和维护成本大大增加。后来由于技术的发展，视频矩阵设备的加入算是让成本有所降低，但仍然不能彻底解决模拟视频监控系统的根本问题。

2.联网视频监控

在模拟视频监控发展的过程中，有人发明了光端机，他可以实现录像数据的远距离传输。通过光端机可以让视频传输质量和容量大大提升。光端机的局限性也是明显的，它只能实现视频数据的远距离传输，无法对摄像机进行控制，这样就让联网视频监控系统有了局限性。

3.IP网络视频监控

现在的IP网络视频监控系统可以利用是数字技术，是模拟视频的数据数字化，不需要压缩视频。IP网络视频监控系统是以网络为介质进行数据的传输，借助网络交换机、路由器、存储服务器、网络管理平台软件构建的网络监控平台，实现网络化管理和进行远程操控。项目概述

2.1项目概况

某银行大楼,本工程主体为三层,结构为钢筋混凝结构，建筑高度为11.7m, 总建筑面积5557.5㎡。此项目建成后将一楼营业场所内的格局大致分布现金柜台、金库和营业厅等组成，此外自助银行也是银行大楼的重要组成部分，它在大楼的西北角。银行大楼的二楼有VIP室和档案馆，其它的都是办公室。三楼主要是400X400会议厅、多功能厅和办公区域。银行大楼的风险等级根据设计规范要求规定为一级风险单位,所以本设计方案按照一级安全防范工程进行设计。

2.2设计依据

1.《安全防范工程技术规范》 GB50348—202_

2.《安全防范高清视频监控系统技术要求》 GA/T1211-202_

3.《视频安防监控系统工程设计规范》 GB50395-202_

4.《银行营业场所风险安全防范要求》 GA38-202_

5.《银行自助设备、自助银行安全防范规定》 GA745-202_

2.3设计原则

本设计以“以防为主，防控结合”为指导设计的思想，结合银行大楼的具体情况和实际需求，严格按照国家规范和设计，设计出合理且易于操控的视频监控系统，使该系统可以达到远程操控，长期保存的目的，具体原则如下：

先进性

使用最新的IP网络视频监控系统来进行银行大楼的设计，用先进的网络监控设备及技术，使系统录像数据可以远距离传输，存储时间较长及监控集中。同时系统可以让各个管理层次的主管使用和掌握该系统的方法，其功能的配置足以给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则。

实用性

考虑银行大楼的实际需求，设计出用户要求的系统。所用的所有设备均以节约成本为第一考虑，充分利用设备的功能，保证节约工程资金。

安全性

系统的设计必须要具有较高的安全性，当系统出现故障时，要确保录像数据内容的完整。系统要具备完整的管理，保证系统的安全性。

可扩展性

考虑到系统以后更新的更新问题，所以选用设备时要考虑兼容问题，用以满足后期视频监控系统的升级。

2.4工程需求

结合银行大楼的实际需求，设计安全可靠的视频监控系统，达到对营业场所不间断的高清视频监控。且要求视频监控系统以网络为基础，采用数字网络监控设备构建系统。能够实现高清监控等功能，使该系统具有较强的安防能力，达到最佳的效果。具体需求如下：

1、视频图像须是高清视频，对各个出入口可以进行24小时监控。

2、实现安全的录像数据存储功能,且能够稳定和安全的运行。

3、支持系统的升级、扩容。

6、系统支持远程操控。

3入侵报警系统概述

3.1视频监控系统的定义

监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆、网线、光纤将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。

系统创新性地实现了视频监控与会议的整合联动，能够灵活有效的对远程设备进行管理。通过对远程监控对象的录制、回放、联动报警、监控策略制定、应急指挥等应用，达到监控与通讯的双重功能。

其最大特色是支持从智能手机/平板电脑等移动终端查看视频画面，支持将监控画面调入视频会议，实现应急指挥、远程调度。

视频监控系统的组成视频监控系统产品包含光端机，光缆终端盒，云台，云台解码器，视频矩阵，硬盘录像机，监控摄像机,镜头,支架。视频监控系统组成部分包括监控前端、管理中心、监控中心、PC客户端及无线网桥。

3.2频监控系统的工作原理

监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和高度、布置警力、处理案件等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标。数码监控报警的性能特点是：监控画面实时显示，录像图象质量单路调节功能，每路录像速度可分别设置，快速检索，多种录像方式设定功能，自动备份，云台/镜头控制功能，网络传输等。

加装时间发生器，将时间显示叠加到图像中。在线路较长时加装音视频放大器以确保音视频监控质量。适用范围——银行、证券营业场所、企事业单位、机关、商业场所内外部环境、楼宇通道、停车场、高档社区家庭内外部环境、图书馆、医院、公园。

3.3频监控的基本功能

数字化

视频监控的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这就是系统集成的含义。

网络化

视频监控的网络化将以这系统的结构将由集成式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的事时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式视频监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系统化设计，视频监控系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统安全，容错可靠等功能。

系统集成化

视频监控的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这就是系统集成的一个重要概念。

闭路监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、图象、真实地反映被监视控制对象的画面。闭路监控系统已成为广大用户，在现代化管理中监控的最为有效的观察工具。在控制中心，只要一个工作人员的操作，就能够观察多个被控区域，以及远距离区域的监控功能。

主要功能

1、本地录像，保存一定时间段内的本地视频监控录像资料，并能方便地查询、取证，为事后调查提供依据。

2、远程视频监控监控人员可远程任意调取网吧存储的监控图像，并可远程发出控制指令，录像资料的智能化检索、回放、调整摄像机镜头焦距、控制云台进行巡视或局部细节观察。

3、权限管理为保证上网人员的隐私和录像资料的安全，系统具有操作权限管理，系统登录、操作进行严格的权限控制，保证系统的安全性。

4、服务器平台构架方便，在市公安局、区（县）公安局和各派出所，都可以方便的安装服务器软件，只需分配用户不同权限的登陆帐号，即可以查看所管辖区域的网吧监控信息。

5、系统中包含网吧基本信息的管理，并且电子地图相结合，当网吧出现突发状况时，可以及时的获取该网吧的基本信息（网吧电话、地址、负责人），更加快捷的联系到网吧相关负责人。

6.、网吧监控和电子地图相结合，可以通过电子地图更加直观的查看网吧所分布的地理位置，并且在电子地图上实时显示网吧监控设备的运行状态，当用户需要查看某网吧的监控信息时只要在电子地图双击该网吧即可进入该网吧的监控界面。

7、当上网人员在网吧服务台出示身份证登记上网时，系统能自动将上网者拍照，和上网人员相应的上网卡信息传至公安机关监控中心服务器保存。、随时随地的监控录像功能，无论身在何处，任何密码授权的用户通过身边的电脑联网连接到监控网点，可以看到任意监控网点的即时图像并根据需要录像，避免了地理位置间隔原因造成监督管理的不便。、系统可扩容性强，若需要添加新的监控网点，在服务器端添加相应网吧信息和设备信息即可。

10、安全性高，图像掩码技术，防止非法篡改录像资料；只有授权用户才可以进行录像备份，有效防止恶意破坏；强大日志管理功能，保证了专用系统的安全使用。服务器端和客户端之间所传输的数据，全部经过加密。

4项目系统具体设计

4.1一层平面图

4.2二层平面图

4.3入侵报警系统图

设备选型

1云台摄像机

品牌

言中

型号

YZ-Q006

视频压缩标准

H.265/H.264

功耗

5.5W MAX

尺寸清晰度

:1080p 5MP

红外照射距离

最远可达30米

单价

495元/台

2全球摄像机

品牌

海康威视

型号

DS-20c4420W-D

增益控制

自动/手动

降噪

3D降噪

日夜模式

自动ICR彩转黑

数字变倍

16倍

隐私遮蔽

最多8块区域

3红外摄像机

品牌

海康威视

型号

3T86FWDV2-I3S/I5S、I8S

焦距

2.8mm 4mm 6mm 8mm

清晰度

4k

有效距离

30m及以上

分辨率

3840*2160

价格

515

4.网络硬盘录像机

品牌

海康威视

型号

DS-8832HQH-K8

网络视频接入

16路

HDMI输出

1路与vGA同源,一路非同原(HDMI最大支持4K)

视频压缩标准

H.264/H.265

码流类型

复合流/视频流

音频压缩标准

G.711u

同步回放

16路

智能侦测

4路

网络接口

10M/100M/1000M自适应以太网口

USB接口

3个

报警输入

16路

5液晶显示屏

品牌

三星

型号

Samsung

颜色分类

黑

屏幕尺寸

39.5inch

最大分辨率

1920×1080

最佳工作分辨率

1920×1080@60Hz

对比度

5000:1

应时间

9.5ms

可视面积

878112mmx485.352mm

电源

AC100V-240V50/60Hz

功耗

≤60W

待机功耗

≤O.5W

工作温度

0℃-40℃

工作湿度

10%-90%

6交换机

品牌

海康威视

型号

HIKVISION/

颜色分类

黑MINI S1224 S24G-U-V2

接口数目

重量

3.3KG

交换机类型

SOHO 交换机

传输速度

10Mbps 100Mbps 1000Mbps

包装体积

330mm×230mm×44mm

7监控主机

品牌

海康威视

型号

DA-3E0524-EDS-7104N-F1-4P+1TB

重量

1.3KG

变倍变焦

 无变焦

外壳材质

 塑料机身

云存安全

 ISO27001

供电方式

 电源供电

录像机连接

 支持硬盘录像机连接

8中心交换机

品牌

海康威视

型号

DA-3E0524-E

网络标准

IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3ab

数据传输速率

千兆以太网：2000Mbps（全双工）

网络介质

千兆以太网：超五类或六类UTP/STP

端口

24个10M/100M/1000M自适应以太网口

存储转发

8K

电源

100至240VAC，50/60Hz

工作温度

0℃至40℃

设备清单

序号

设备名称

设备型号

单位

数量

单价

合计

云台摄像机

YZ-Q006

台

500

2250

全球摄像机

DS-2CD3145F-IWS

台

400

3600

红外摄像机

3T86FWDV2-I3S

台

500

200

网络硬盘录像机

DS-8832HQH-K8

台

1600

1600

液晶显示屏

Samsung

台

6000

36000

交换机

HIKVISION

台

500

500

监控主机

DS-7104N-F1-4P+1TB

台

860

860

中心交换机

DA-3E0524-E

台

800

800

总结

我们所说的建筑质量，首先应该是设计的质量保证，质量的好坏以及其安全问题是重要的衡量标准，消防安全是不容小觑的问题。现在随着深入的改革，火灾自动报警系统设计已经进入国际市场，这对于设计的要求更为严格。

在设计中我也存在很多的不足，起初对规范不是很熟悉，做一点就要翻一下；论文结构考虑欠妥，在老师的指导下重新整理了设计思路，例如一开始写目录大纲时图纸没有编排在论文中间，而是放在最后面作为附录；再是目录一直不能确定下来。我对火灾探测器的布置要求也不熟悉，通过不断地查找资料和询问才解决了问题。自己还需要不断地加强，提高自己的学习能力。

在此我要对给我无私帮助的指导老师表示衷心的感谢。在每次设计遇到问题和困难时老师不辞辛苦的讲解才使得我能顺利的进行设计。从定题到写目录大纲，再到设计的修改，花费了老师不少宝贵的时间和精力，尤其是第一次的修改，整篇论文的撰写思路很乱，可以说是无从下手，不知道该怎么去理顺该写什么，如何去写，最后好多东西都开始凑数字，整个系统没有连贯的表达出我的设计思路，给人东一块西一块的感觉，最后的经济预算和设备清单也放错了，老师一点点告诉我要要怎么写，该如何写，怎么细化，哪些东西是不要的，促进我的第二次修改；在此再次向老师和同学们表示感谢！老师的严谨、敬业、高尚宽厚的学术情怀和人格魅力指引着我在学术的道路上前进，让我学习过程中又上了一个新台阶。

在设计中，对于此的系统、图纸及论文严格按照规范上的要求进行设计，不图省事儿草率行事。

通过此次的毕业设计，使我重新学习并巩固了关于火灾自动报警系统的知识，也让我更深入的了解了火灾自动报警及联动系统的实际应用。本次设计让我更清楚认识到自己的不足之处，也是我要努力的方向。