基于GSM和ZigBee技术的实验室安防系统的设计

摘要

中国进入二十一世纪以后越来越多的重视高等教育，教育系统在不断的发生变化，大学生的持续增长，使得大学已在近几年快速增长，一些大学在规模上较早期也已经改变了很多。实验室担负着各项重大的科研项目，是现代高校科技创新的核心和摇篮，存放有众多种类的仪器设备，也有易燃、易爆、剧毒等危险性物品。在这些重要的科学研究地点采取严密的安全防范措施是必不可少的。现在社会上经常出现入室盗窃的不良现象，这些行为严重地危害了社会人民的人身和财产的安全。实验室和普通住宅相比起来，因失窃造成的损失是不容小觑的，在实验室中丢失的东西不只有高昂价格的科研设备，还有一些科学人员经过多少个日夜研究出来的科研成果和撰写的论文，这些东西是无法用钱来衡量的。老式的楼房的安全防范措施都存在着布线繁琐、对警情的处理滞后、不易破解、布防和撤防不方便的缺点，这种安防措施不能再达到老百姓和各种场合下的安防要求，所以，设计一种全新的针对于高校实验楼安全防范的解决方案有着非常大的利用价值。
　　在此背景下，本文章以应用为中心，根据实验室监测的要求结合电源和网络的实验室环境，按照实用，可靠，先进，高效的原则，引进了新的短距离无线通信技术- ZigBee技术。组建 ZigBee技术的无线网络，以确保在完全覆盖的测试环境中，在每个 ZigBee的终端安装使用传感器和控制装置，实现实验室环境的信息，信息的安全性，电力信息等的收集工作。此外，基于 ARM架构的嵌入式网关的设计，负责对各种传感器的数据进行分析和处理，自动控制，按照系统的需求支配实验室的环境参数和警情的相关处理。这是基于现有实验室监测终端与集成的网络网关来实现的远程监视和控制的目的。不同于传统的监控系统，该系统使用功能性的设备来建立一个无线传感器网络，结合多传感器，解决了传统监控系统的布线，可调整问题的难度。测试表明，在一个 ZigBee网络节点的有效覆盖区域，传感器网络可以在很短的时间内被重新创建，并且可以实时有效地收集和传输。在系统的安装和维护上都相对简单，有着直观的界面，并具有良好的柔韧性和可伸缩性，并保持实验室的监视工作，能及时识别和应对各类安全威胁，保证实验活动的正常运作，以降低人员管理的复杂性，提高实验室信息管理。

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第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2 短距离无线通信技术发展现状和趋势发展现状

1.3 以太网通信技术的发展现状和趋势

1.4 本文的主要研究内容

1.5本论文的结构安排

第二章 系统相关技术

2.1 ZigBee技术概述

2.2 ZigBee协议的分析

2.3 ZigBee组网技术分析

第三章 系统整体方案设计

3.1系统的需求和设计原则

3.2系统总体架构

第四章 系统硬件设计

4.1 主控模块硬件电路设计

4.2 通信模块硬件电路设计

4.3 环境参量监测模块硬件电路设计

4.4安防参量监测模块硬件电路设计

4. 5 电力监测子系统硬件电路设计

第五章 系统软件设计

5.1 实验室数据采集系统软件设计

5.2监控中心系统软件设计

第六章 系统调试与测试

6.1 系统主要硬件电路测试

6.2 系统软件测试

第七章 总结与展望

参考文献

致谢

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