无线报 警接收系统设计-论文

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1、无线报警接收系统设计无线报警接收系统设计 摘摘 要：要： 近年来随着过内经济的飞速发展，人民的生活水平有了很大的提高，各 种高档的家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法份子也是越来越多。许多 的不法份子就是看中了大部分人的防盗意识还不够强，造成偷盗现象屡见不鲜。因此许多 居民对家庭财产安全问题十分困扰。由于电子学和微型计算机技术的迅速发展和广泛应用， 给现代家庭管理及报警系统的选择带来了新的变革，出现了新的面貌。 目前正在广泛应用利用闭路的监视器来实现远端监视与报警功能。在日常生活中，远 程监视有许多应用实例，常见的是交通部门对城市路况的实时监视等。但这种监视系统是 基于专用通信线路

2、实现的，如光缆等。但是在许多场合下铺设专用通信线路是不现实的， 一是费用高，二是国家法律不允许乱铺乱设。于是人们的眼光很自然地转到了电话线上来， 这是现成的公用通信网络，它普及率高，成本低，可以充分利用。随着计算机多媒体技术 特别是数字图象压缩技术的不断发展，利用电话线进行远程监视与报警的可能性越来越大。 通过电话网络自动完成对外求助是一种极为方便有效的手段，相关的应用设计正逐步推出。 本设计立足于以无线通信的方式，探讨一种新的报警系统。 关键词关键词 ：微计算机单元； 测控 ；信号处理 ；无线通信 目目 录录 1 1无线通信的常见技术无线通信的常见技术 - 2 - 1.1蓝牙技术 - 2 -

3、 1.2NFC 近场通信- 3 - 1.3IRDA 和 UWB 通信.- 4 - 1.4WI-FI（802.11）通信- 4 - 2无线报警接收系统硬件设计无线报警接收系统硬件设计 - 5 - 2.1系统方案的构想 - 5 - 2.2单片机最小系统 - 6 - 2.3解码电路 PT2272- 8 - 2.3.1PT2272引脚及功能定义- 8 - 2.3.2地址码及数据码的表示方法- 9 - 2.3.3误码的产生- 10 - 2.4声光报警电路 - 11 - 2.5无线接收模块与解码器 - 12 - 2.6硬件抗干扰 - 13 - 3无线报警接收系统软件设计无线报警接收系统软件设计 - 13

4、- 3.1程序流程图 - 14 - 3.2软件调试 - 14 - 4总结及致谢总结及致谢 - 15 - 4.1总结 - 15 - 4.2致 谢.- 16 - 5 5参考文献参考文献 - 17 - 6附录：程序清单附录：程序清单 - 18 - 1 1无线通信的常见技术无线通信的常见技术 1.1 蓝牙技术蓝牙技术 （1）蓝牙简介 爱立信在 1994 年开始研究一种能使手机与其附件（如耳机）之间互相通信的无线模块， 4 年后，爱立信、诺基亚、IBM 等公司共同推出了蓝牙技术，主要用于通信和信息设备的无 线连接。 蓝牙工作频率在 2.4GHZ，有效范围大约在 10m 半径内。在此范围内，采用蓝牙技术的

5、 多台设备，如手机、微机、激光打印机等能够无线互联，以约 1mb/s 的速率相互传递数据， 并能方便的接入互联网。随着蓝牙芯片价格和耗电量的不断降低，蓝牙已成为许多高端 PDA 和手机的必备功能。 （2）蓝牙的系统结构及网络结构 整个蓝牙系统结构可由底层硬件模块、中间协议层和应用层三部分组成。蓝牙底层模 块由基带层（BB） 、链路管理层（LM）和射频层（RF)构成。RF 主要负责射频处理和基频调 制；BB 负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输；LM 负责连接的建立、拆除及链路的安全和控 制。上层软件模块不能和底层硬件模块直接连接，两个模块接口之间的消息和数据通过主 机控制接口（HCI）的解释才能进

6、行传递。HCI 实际上相当于蓝牙协议中软硬件之间的桥梁， 它提供了一个调用下层 BB、LM、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。中间协议层包 括逻辑链路控制与适配协议（L2CAP)、服务发现协议（SDP） 、串口仿真协议（RFCOMM）等。 最上层是应用层，对应于各种应用程序。 蓝牙支持点对点和点对多点通信方式。主动发出连接请求的设备称为主设备（Master） ， 被动接受连接的设备称为从设备（Slave） 。一个主设备和一个或一个以上的从设备所组成 的网络称为主从网络或微微网(Piconet)，它是蓝牙网络的基本单元，一个主设备最多可以 同时与 7 个处于激活（Active）状态的从设备互

7、相传递数据，当从设备只与网络保持同步 而不传递数据时，此从设备便处于休眠（Park）状态，此时在一个微微网中最多可以容纳 256 个从设备。在微微网内部所有的设备共享网络的 1Mbit/s 的传输速率，因此当有更多 的从设备加入微微网，每个从设备所分配到的传输速率也就随之下降，对此可以通过多个 微微网共存一个区域来解决，在一个区域内的多个微微网便构成了一个分散网络 （Scatternet） 。每一个微微网内的所有设备均使用同一个跳频序列，微微网不同所用的跳 频序列也不同，因而根据不同的跳频序列便 可区分不同的微微网。在分散网络中，一个微 微网中的主设备可以是其它网络的从设备。如图 6。其中，设

8、备 1 既是微微网 2 的从设备 又是微微网 1 的主设备，同时，微微网 1 与微微网 3 共享设备 3，这样，对于微微网中的 设备不仅单独有 1Mb/s 的传输速率，还可能与其他网络中的设备进行通信，但应当注意的 是当此设备处于激活状态时，只能选择加入其中的某一个网络，为了不造成网络之间严重 的干扰，一个分散网络中可允许同时存在 10 个微微网。 图 6 分散网络 （3）蓝牙技术的应用 作为一种电缆替代技术，蓝牙具有低成本高速率的特点，它可把内嵌有蓝牙芯片的计 算及、手机和多种便携通信终端互联起来，为其提供语音和数字接入服务，实现信息的自 动交换和处理。 蓝牙技术的应用主要有以下 3 类：

9、语音/数据接入 是指将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上，完成 与广域网的连接 外围设备互联 是指将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上 个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换。 1.2 NFC 近场通信近场通信 NFC 作为一种新兴的技术，大致总结了蓝牙技术协同工作能力差的弊病。不过，它的 目标并非是完全取代蓝牙、Wi-Fi 等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到 相互补充的作用。因为 NFC 的数据传输速率较低，仅为 212Kbps，不适合诸如音视频流等 需要较高带宽的应用。 具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，这让它在某些领域显得更具潜 力通过一个

10、芯片、一根天线和一些软件的组合，能够实现各种设备在几厘米范 围内的通信，而费用仅为欧元。据 有关有最新研究， 市场可能发迹于移动手持设备。估计，到年以后，市场会出现采用 芯片的智能手机和增强型手持设备。到年，这种手持设备将占一半以上的 市场。如果技术能得到普及，它将在很大程度上改变人们使用许多电子设备的方式， 甚至改变使用信用卡、钥匙和现金的方式。 1.3 IrDA 和和 UWB 通信通信 红外线数据协会 IrDA 成立于 1993 年，是致力于建立红外线无线连接的非营利组织。 起初，采用 IrDA 标准的无线设备仅能在 1m 范围内以 115.2kb/s 速率传输数据，很快发展 到 4Mb/

11、s 的速率，后来，速率又达到 16Mb/s。 IrDA 是一种利用红外线进行点对点通信的技术，他也许是第一个实现无线个人局域 网的技术。目前他的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如 PDA、手机上广泛使用。 事实上，当今每一个出厂的 PDA 及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持 IrDA。 IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。他还具有移动 通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。由于数据传输率较高，适于传 输大容量的文件和多媒体数据。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。 IrDA 的不足在于他是一种视距传输，2 个相互通信的设备之间必须对

12、准，中间不能被 其他物体阻隔，因而该技术只能用于 2 台（非多台）设备之间的连接。而蓝牙就没有此限 制，且不受墙壁的阻隔。 IrDA 目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输 率。 超宽带技术 UWB 是另一个新发展起来的无线通信技术。UWB 通过基带脉冲作用于天线 的方式发送数据。窄脉冲（小于 1ns)产生极大宽带的信号。脉冲采用脉位调制或二进制移 相键控调制。UWB 被允许在 3.1-10.6GHz 的波段内工作。他主要应用在小范围、高分辨率、 能够穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。除此之外，这种新技术适用于对速率要 求非常高的 LANs 或 PANs。 军事部门已对 UW

13、B 进行了多年研究，开发出了分辨率极高的雷达。直到 2004 年 2 月 14 日，美国 FCC 才准许该技术进入民用领域。所以对于商业和消费领域，UWB 还是新鲜事 物。但据报道，一些公司已开发出 UWB 收发器，用于制造能够看穿墙壁、地面的雷达和图 像装置，这种装置可以用来检查道路、桥梁及其他混凝土和沥青结构建筑中的缺陷，可用 于地下管线、电缆和建筑结构的定位。另外，在消防、救援、治安防范及医疗、医学图像 处理中都大有用武之地。 UWB 的一个非常有前途的应用是汽车防撞系统。戴姆勒克莱斯勒公司已经试制出用于 自动刹车系统的雷达。在不久的将来，这种防撞雷达将成为高级汽车的一个选件。 UWB

14、最具特色的应用将是视频消费娱乐方面的无线个人局域网。考察现有的无线通信 方式，802.11b 和蓝牙的速率太慢，不适合传输视频数据；54Mb/s 速率的 802.11a 标准可 以处理视频数据，但费用昂贵。而 UWB 有可能在 10m 范围内，支持高达 110Mb/s 的数据传 输率，不需要压缩数据，可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。 1.4 Wi-Fi（802.11）通信）通信 Wi-Fi（Wireless Fidelity)也是一种无线通信协议，正式名称是 IEEE802.11b，与 蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi 速率最高可达 11Mb/s。虽然在数据安全性 方面比

15、蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达 100m 左右，不用说 家庭、办公室，就是小一点的整栋大楼也可使用。 WiFi 也是一种基于 802.11b.802.11a 以及尚未最后形成的 802.11g 标准的无线网络 技术，它可便于用户实现无线接入和共享网络资源，802.11b 是 IEEE 制定的一种无线局域 网络标准，它能在 2.4GHZ 的频率上使用 DSSS（Direct Sequence Spread）无线电传输方 式,提供 1Mbps、2mbps、5.5Mpbs 和 11mbps 等多重传输速率进行数据传输（传输速度受距 离和环境影响） 。Wi-Fi 的网络组成一

16、般是由无线网卡和接入点 AP(Access Point)两部分 组成，只需安装无线接入点，并在每台笔记本电脑上插入无线网卡构造一个无线局域网， 就可以在家里或办公室中的每一个角落轻松的无线上网。Wi-Fi 网络利用的是无绳电话等 设备所使用的公共信道，只要有一个接入点和一个高速互联网连接，在其周围数百米的距 离内就架设了一个 Wi-Fi 网络。 Wi-Fi 是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内， 就能以最高约 11Mb/s 的速度接入 Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入， 带宽被多个用户分享，Wi-Fi 的连接速度一般将只有几百 kb/s。Wi-Fi 的信号不受墙壁 阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。 Wi-Fi 技术的最具诱惑力的方面在于将 Wi-Fi 与基于 XML 或 Java 的 Web 服务融合起 来之后，可以大幅度减少企业的 IT 成本。例如，许多企业选择在每一层楼或每一个部门配 备 802