多层无缝的防破坏防盗防火报警系统的设计

摘要

本文主要研究一种防破坏报警系统，包括防盗报警系统、防火报警系统。系统由多个报警器构成，各个报警器之间定时地相互发送数据，如果在规定的很短时间T内，任何一个报警器没有接收到其它任何一个报警器发送的数据，它就会自动触发报警。例如：在防盗报警系统中有多个报警器，如果入侵者破坏一个或者多个报警器，将自动触发系统中剩下的报警器，在很短一段时间之后发出报警。　　本文还研究一种防破坏的防火报警系统。在化工厂、矿井、加油站、办公楼、商场、影剧院、住宅小区等场所，对防火报警系统的要求是十分高的。当出现火灾险情时，报警器可能被烈火摧毁；有些火灾还可能引起爆炸，从而损坏报警器。如果对报警器加装防火外壳，不仅在硬件成本上会增加，而且烟雾传感器和温度传感器等薄弱之处仍然容易烧毁或炸毁。　　本文的报警系统采用zigbee为核心器件。所制作的样品有10个zigbee节点，每个节点就是一个防盗报警器或防火报警器。每个防盗报警器都配备有人体红外传感器。各节点以广播地形式相互发送数据，从而构建了一种网状拓扑结构的报警系统。当报警系统中一个或者多个报警器被破坏，其他报警器能立即发出报警，并且可以通过上位机监测到哪些报警器受到破坏。当报警系统中任何一个报警器检测到入侵者时，所有报警器都会发出报警。本课题还通过实验来验证这种报警系统的效果。　　本文的防破坏报警系统还可以组成多层网络，本文研究了多层防盗报警网络的自组织方法，推导了这种自组织方法的数学式并用 matlab软件对其作了仿真。当防盗报警节点被不规则放置时，各防盗报警器的保护区域自动连接成一个没有漏缝的封闭圈，使入侵者无缝可钻。当放置的防盗节点足够多，将形成多个没有漏缝的封闭圈，从而实现多层防御。于是，入侵者在破坏其中一层防盗报警网络后，还要面对下一层防盗报警网，从而增加入侵难度。　　为了能够让防盗报警系统更加精确地确定入侵者的位置，本文研究了一种改进型的测电波到达时间（TOA）算法。其特点就是当多个防盗报警节点同时检测到入侵者时，首先筛选出三个最合适的报警器，然后利用三边相交法来计算出入侵者的具体坐标。　　本文的研究成果维护社会治安有意义，对防灾安全有意义。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题设计的主要内容

第二章 基于zigbee的防破坏防盗报警系统原理

2.1 网状结构防破坏报警系统原理

2.2 网状结构防破坏防盗报警系统功能

2.3本章小结

第三章 基于zigbee的防破坏防盗报警系统设计

3.1系统总体设计结构与原理

3.2系统各个硬件模块设计

3.3基于网状结构系统软件模块设计

3.4 本章小结

第四章 防破坏防盗报警系统测试

4.1 防破坏系统测试

4.2 防破坏防盗系统测试结果

4.3 防破坏防盗系统测试结果

4.4 本章小结

第五章 自组织多层防盗安全无线网络的结构

5.1 无线网络自组织拓扑分类

5.2 多层网状防盗安全无线网络的自组织算法

5.3 基于乘法原理来遍历所有可能的自组织结果

5.4 本章小结

第六章 多层防盗安全无线网络的自组织算法

6.1 单层网状防盗安全无线传感节点自组织方式

6.2 多层防盗安全无线自组织网络设计

6.3各个流程具体实现方法

6.4 算法仿真

6.5 本章小结

第七章 无线传感网确定入侵者位置的改进TOA算法

7.1 传统的TOA算法简介

7.2多个圆相交的优化筛选TOA定位算法

7.3 算法验证

7.4 本章小结

结论与展望

全文内容总结

工作展望

致谢

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间从事的科研项目和研究成果

附录B Zigbee硬件电路：

附录C 电源电压转换电路

附录D JTAG下载调试接口电路图