基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)隊(duì)員1:隊(duì)員2:誠信承諾申明設(shè)計(jì)競賽章程》關(guān)于競賽作品的知識產(chǎn)權(quán)之全部條款，鄭重申明，在參加全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽時(shí)所呈交的競賽作品及作品設(shè)計(jì)文檔均為參賽隊(duì)員在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。盡本參賽隊(duì)所宿舍安全防控系統(tǒng)采用RFID、傳感器和攝像頭等采集各個(gè)宿舍的狀態(tài)信該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要分為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)大的方面。上位機(jī)主要是對采集過來的信息進(jìn)行匯總、存檔并進(jìn)行分析。前臺軟件開發(fā)基于VS2010平臺，使用Java語言。下位機(jī)主要功能是宿舍狀態(tài)信息的采集，使用通用型描述中采用了圖示、表格、用例等方法。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]第一章設(shè)計(jì)需求分析 11.1設(shè)計(jì)背景 11.2作品意義 1第二章特色與創(chuàng)新 22.1本系統(tǒng)的優(yōu)勢 22.2本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) 2第三章功能規(guī)劃 33.1功能規(guī)劃及功能分析 33.2系統(tǒng)功能描述 3第四章硬件組成 54.1單片機(jī)的選型 4.2紅外感應(yīng)模塊的選擇 54.2.1紅外感應(yīng)模塊的簡介 54.3攝像頭模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 64.3.1攝像頭模塊的簡介 64.3.2攝像頭模塊的設(shè)計(jì) 74.4信息發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 84.4.1信息發(fā)送模塊的簡介 84.4.2信息發(fā)送模塊的設(shè)計(jì) 9 4.5.1RFID模塊的簡介 第五章軟件架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境 5.1上位機(jī)開發(fā)環(huán)境 5.2.1攝像頭拍照程序 第六章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用 206.1CRC校驗(yàn)簡介 20 21 參考文獻(xiàn) 23全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]1第一章設(shè)計(jì)需求分析宿舍安全問題關(guān)系到在校師生的直接利益和財(cái)產(chǎn)安全。近些年來，由于大學(xué)校園面積普遍較大，且人員混雜，盜竊案件時(shí)有發(fā)生。很多學(xué)校為了加強(qiáng)安全管理機(jī)制消耗了較大的財(cái)力和物力，使師生丟失財(cái)物的問題基本上得到了解決。但還有個(gè)別盜竊案件發(fā)生，尤其是學(xué)生宿舍這種出入人數(shù)比較多的地方。經(jīng)過我們小組的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的宿舍安全管理主要是通過門衛(wèi)和樓道監(jiān)控的方式，起到了一定防控效果，但存在一些漏洞。比如：每個(gè)樓層僅安裝兩個(gè)攝像頭，有很多盲區(qū)；一些大學(xué)裝有的門禁系統(tǒng)也是以整個(gè)樓為單位，非本樓層的人員很容易混進(jìn)樓層，實(shí)施非法活動。鑒于以上情況，本小組設(shè)計(jì)了一套安全防控系統(tǒng)，完善現(xiàn)有的宿舍安防系統(tǒng)。1.2作品意義該安全防控系統(tǒng)以宿舍為單位安裝智能安防系統(tǒng)，即使非法人員繞過門衛(wèi)和監(jiān)控進(jìn)入本樓，也可以對單個(gè)宿舍起到防盜作用。智能安防系統(tǒng)在基本的安防基礎(chǔ)上，另外增加了智能手機(jī)獲取宿舍報(bào)警信息的功能。安防系統(tǒng)系統(tǒng)采用兩種工作模式，即正常情況下，宿舍中有本宿舍成員時(shí)，可將系統(tǒng)調(diào)至休眠模式，當(dāng)宿舍無人時(shí)，調(diào)至工作模式，非法用戶闖入時(shí)喚醒報(bào)警。該方案不但降低了系統(tǒng)的總體能耗，同時(shí)延長了系統(tǒng)硬件的使用壽命，為宿舍構(gòu)建一個(gè)更加智能化的安全防控系統(tǒng)。2第二章特色與創(chuàng)新2.1本系統(tǒng)的優(yōu)勢(1)與現(xiàn)有的宿舍安全防護(hù)系統(tǒng)相比：目前，國內(nèi)的宿舍安全防護(hù)系統(tǒng)已有很多產(chǎn)品，如海康威視公司的“智能校園”項(xiàng)目，結(jié)合了安防和教育與一體，采用了多種傳感器和監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)安全校園和智能校園的完美結(jié)合。但整個(gè)系統(tǒng)規(guī)模比大，范圍廣，價(jià)格也比較高，需要強(qiáng)大的財(cái)力支持，而且?？低暪炯夹g(shù)保密，不利于技術(shù)研究和科研工作。與之相比，本安全防護(hù)系統(tǒng)，價(jià)格低，功能全，技術(shù)開放，適(2)與現(xiàn)有的門禁鎖相比：現(xiàn)有市場上有很多門禁系統(tǒng)，如密碼鎖系統(tǒng)、指紋密碼鎖等等，但普遍造價(jià)昂貴，并不適用于校園宿舍，而本系統(tǒng)成本低，且對宿舍門鎖沒有要求，安裝使用系統(tǒng)時(shí)避免了大面積換鎖，安裝方便。2.2本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)(1)本系統(tǒng)可以添加多種傳感器，如煙霧傳感器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，也會觸發(fā)報(bào)警，可以多方面的起到宿舍安保的作用。(2)本系統(tǒng)有短信報(bào)警和PC端報(bào)警功能。當(dāng)宿舍有人闖入或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，會同時(shí)向宿舍成員發(fā)送短信報(bào)警和樓管處的PC端發(fā)送報(bào)警信息，此信息可以是宿舍圖片，以便學(xué)生和樓管迅速做出反應(yīng)并追查闖入宿舍的非法人員。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]3第三章功能規(guī)劃3.1功能規(guī)劃及功能分析宿舍安全防控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)安全防控的功能，學(xué)生不在宿舍時(shí)，對學(xué)生宿舍進(jìn)行監(jiān)控。如果有人非正當(dāng)闖入宿舍能夠及時(shí)的通知學(xué)生和樓管，以便采取措施。綜合以上問題該系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個(gè)功能：1.檢測非正當(dāng)進(jìn)入和火災(zāi)報(bào)警功能；2.宿舍情況拍照功能；3.近程信息通知功能；4.遠(yuǎn)程信息通知功能。針對上述描述的各個(gè)功能分析如下：1.檢測非正當(dāng)進(jìn)入和火災(zāi)報(bào)警功能相關(guān)模塊：人體紅外感應(yīng)傳感器、RFID、煙霧傳感器。功能描述：人體紅外感應(yīng)傳感器檢測是否有人進(jìn)入宿舍，RFID進(jìn)行身份識別，煙霧傳感器檢測火災(zāi)。2.宿舍情況拍照功能相關(guān)模塊：微型串口攝像頭。功能描述：對進(jìn)入宿舍的人員拍照。3.近距離信息通知功能功能描述：向樓管處的PC端進(jìn)行信息傳遞。4.遠(yuǎn)程信息通知功能功能描述：向宿舍成員發(fā)送報(bào)警信息或圖片。3.2系統(tǒng)功能描述在系統(tǒng)工作的狀態(tài)下，當(dāng)人體紅外感應(yīng)傳感器檢測到有人進(jìn)入宿舍時(shí)，攝像頭進(jìn)行拍照，語音提示進(jìn)入宿舍的人員進(jìn)行RFID的身份驗(yàn)證，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未進(jìn)行身份驗(yàn)證，將觸發(fā)報(bào)警功能，即系統(tǒng)向?qū)W生發(fā)送報(bào)警短信、向樓管PC端發(fā)送報(bào)警信息及照片。當(dāng)煙霧傳感器檢測到火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí)，觸發(fā)報(bào)警功能向?qū)W生和樓管發(fā)送報(bào)警信息。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]4微型串口微型串口攝像頭煙霧傳感器微控制器GSM/GPRS通信模塊樓管處信息處理紅外熱釋電傳感器情況處理信息匯總學(xué)生識別圖3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖開始煙霧傳感器檢測有人進(jìn)入是否刷卡進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)是否刷卡是發(fā)短信給用戶正常運(yùn)行圖3-2系統(tǒng)流程圖全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]5第四章硬件組成4.1單片機(jī)的選型目前市場上的單片機(jī)型號繁多，有8位、16位和32位的等等，生產(chǎn)廠家也有很多，例如TI、STC、三星等。本系統(tǒng)共需要4個(gè)串口和若干個(gè)I/0口。經(jīng)過對目前常用的帶4個(gè)串口8位單片機(jī)進(jìn)行性價(jià)比的比較后，選擇了STC公司的STC15W4K48S4單片機(jī)擁有4個(gè)串口和30個(gè)普通I0口，1T的指令運(yùn)行周期，33MHz頻率，下載軟件自帶庫函數(shù)和例程，為項(xiàng)目開發(fā)提供了便利。4.2紅外感應(yīng)模塊的選擇紅外感應(yīng)模塊主要是用來識別出是否有人進(jìn)入當(dāng)前環(huán)境，并可以實(shí)現(xiàn)將人和周圍其他的物體區(qū)分開來。4.2.1紅外感應(yīng)模塊的簡介(1)紅外感應(yīng)模塊：紅外感應(yīng)模塊是基于紅外線技術(shù)的自動控制模塊，采用德國先進(jìn)的LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式。電路圖如圖4-1所示。PIR(2)全自動感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]6不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健？芍貜?fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：0.2秒):感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?,可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。(3)工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC5V至20V。微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合電池供電。輸出高低電平信號：很方便的連接到其他的器件上。4.3攝像頭模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)攝像頭模塊的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)獲得當(dāng)前環(huán)境的圖片，要使得獲取的照片更的清晰，但是更清晰的照片拍攝的時(shí)間越長，存儲所需要空間越大，在傳輸過程中越占用網(wǎng)絡(luò)資源，使得網(wǎng)絡(luò)擁堵的風(fēng)險(xiǎn)加大，增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。而且攝像頭的體積不能太大，由于攝像頭是安裝在每個(gè)宿舍的，如果，體積過大不易安裝，而目標(biāo)大，易遭到破壞。本系統(tǒng)中使用的是微處理器，處理能力和RAM空間有限，圖像的處理和壓縮基本上處理不了。綜上所述，在選擇攝像頭是應(yīng)滿足一下幾點(diǎn)：1.攝像頭的分辨率不能太高或者太低。2.攝像頭的尺寸小，不易被發(fā)現(xiàn)。3.攝像頭應(yīng)給具有自壓縮功能。經(jīng)過在網(wǎng)上調(diào)查和實(shí)際的調(diào)查，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇了專業(yè)做安防設(shè)備的廣州市譜泰通信科技有限公司的PTCO8微型串口攝像頭。4.3.1攝像頭模塊的簡介PTCO8是廣州市譜泰通信科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款集圖像采集、拍攝控制、全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]7數(shù)據(jù)壓縮、串口傳輸于一體的工業(yè)級圖像采集處理模塊。其內(nèi)置的高性能數(shù)字信號處理芯片實(shí)現(xiàn)了對原始圖像的高比例壓縮。產(chǎn)品圖像輸出采用標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式，可方便地兼容各種圖像處理軟件；標(biāo)準(zhǔn)三線式RS-232通信接口以及簡單的圖像傳輸協(xié)議使得攝像頭可以方便地實(shí)現(xiàn)與電腦以及各種嵌入式系統(tǒng)的連接；預(yù)留的紅外補(bǔ)光功能接口可以外接紅外燈板，在各種光照條件下清晰成像。本產(chǎn)品默認(rèn)波特率為38400,其它可選波特率有9600,19200和57600,115200PTCO8攝像頭內(nèi)部默認(rèn)配有SP3232EEN轉(zhuǎn)換芯片，從DB9串口第2,第3pin出來的TX,RX是RS232電平的信號，可以直接匹配標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)的串口電平。其應(yīng)用參考電路圖如圖4-2:PTCO8攝像頭內(nèi)置了低功耗處理器，圖像獲取和壓縮都有內(nèi)置微處理器來完成，因此初次上電后應(yīng)該停止2.3s等待模塊的啟動，之后再進(jìn)行其他的操作。程序流程圖如圖4-3所示。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]8初始化串口啟動攝像頭延時(shí)2.3s獲取圖片數(shù)據(jù)獲取圖片長度設(shè)置壓縮率復(fù)位是否拍照將圖片數(shù)據(jù)存入清空緩存拍照圖4-3拍照流程首先發(fā)送指令清空緩存，不然之前的圖片信息會影響新圖片的信息，然后發(fā)送拍照指令，模塊拍取照片，存取到模塊緩存中，發(fā)送指令獲取照片數(shù)據(jù)的長度，使用指令多次或者一次獲取照片數(shù)據(jù)。4.4信息發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.4.1信息發(fā)送模塊的簡介信息發(fā)送模塊需要實(shí)現(xiàn)，對攝像頭采集到的圖片信息，以彩信的方式發(fā)送出去。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]9公司的SIM900A芯片，由于SIM900A物理接口為貼片焊盤，便于焊接和設(shè)計(jì)，而且價(jià)格便宜，支持彩信協(xié)議，短信，TCP/IP協(xié)議，可以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。該芯片還有很強(qiáng)大的技術(shù)支持，適合很多的硬件平臺，已經(jīng)應(yīng)用于51單片機(jī)，ARM7,STM32兩頻(移動，聯(lián)通)電源電壓：3.4V～4.5V,建議值：4V以下列舉了常用的AT指令：開始傳送彩信照片；彩信照片傳送結(jié)束；設(shè)置短信接收方號碼；TEXT模式：操作比較簡單，但不支持中文短信。PDU模式：可以發(fā)送中文短信和英文短信，PDU收發(fā)短信可以使用三種編碼方式7-bit,8-bit和UCS2。7-bit編碼用于發(fā)送英文短信；8-bit編碼用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息；UCS2編碼用于發(fā)送中文字符，使用Unicode字符。SIM900A的設(shè)計(jì)，主要通過MCU的串口控制SIM900A發(fā)送短信和彩信，以下分三個(gè)模塊介紹SIM900A使用的程序設(shè)計(jì)。如圖4-4流程圖：初始化串口3,首先給WakeUp接口，置高電平不低于500ms喚醒芯片，然后使用“ATZ”命令檢查通信是否正常，使用“AT+ESIMS?”命令檢查是否注冊到網(wǎng)絡(luò)，使用“AT+ESIMS?”設(shè)置語音為普通模式，使用“AT+CNMI=2,2,0,0,1”命令設(shè)置短信提醒模式。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]開始開始初始化串口檢查通信檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)置模式發(fā)送短信圖4-4GSM啟動流程圖2.發(fā)送短信流程短信發(fā)送流程如圖4-5所示。首先檢查通信是否正常，“AT+CSCS=GSM”然后設(shè)置接收方的手機(jī)號碼；收到“>”時(shí)，發(fā)送短信的內(nèi)容。檢查連接設(shè)置發(fā)送模式“>”等待寫入發(fā)送內(nèi)容發(fā)送短信的內(nèi)容，如果發(fā)送英文，則使用普通的編碼，如果發(fā)送中文則使用PDU模式使用UCS2編碼方式發(fā)送AT+CSCA=”+86138XXXXXXXX”,145//設(shè)置短消息服務(wù)中心地址//手機(jī)號碼編碼的內(nèi)容是將手機(jī)號和短信內(nèi)容按照全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]檢查連接檢查連接開始傳送照片傳送照片傳送結(jié)束設(shè)置接收方等待發(fā)送結(jié)束發(fā)送成功發(fā)送彩信的流程如圖4-6所示。首先ATZ檢查通信是否正常，模塊開始上傳圖片信息，收到確認(rèn)后，上傳圖片照片，圖片照片必須是JPG格式，傳完照片之后，發(fā)送AT^MMSUPEND通知模塊圖片傳輸完成，然后延時(shí)500ms以上，4.5RFID模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)RFID模塊旨在實(shí)現(xiàn)區(qū)分出合法用戶和非法用戶。當(dāng)合法用戶進(jìn)入宿舍時(shí)，聽到語音提示，通過自己的RFID卡，說明自己是合法用戶。非法用戶，開門進(jìn)入宿舍后聽到語音提示，沒有RFID卡或者使用非本宿舍的RFID卡則會觸發(fā)報(bào)警。因此此模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下的功能：1.可以讀RFID卡和識別RFID卡，2.RFID不易被修改和復(fù)制；3.RFID讀卡器不易被破解。全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]為了解決RFID卡被復(fù)制和RFID卡被破解的問題，本系統(tǒng)采用16位CRC校驗(yàn)技術(shù)，對RFID通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。在通信過程中采用三次握手的方式保障通信過程的數(shù)據(jù)完整性和可靠性。門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)RFID讀卡器讀取RFID卡的數(shù)據(jù)發(fā)送到MCU,如圖5-7所示讀卡器選用13.56MHz非接觸式射頻技術(shù)，其功能特點(diǎn)如下：1.采用IS014443A,13.56MHz非接觸射頻技術(shù)。2.支持MifareoneS50,S70及其兼容卡片。4.工作電壓比較低，外圍電路相對比較簡單。5.讀卡距離大于5cm。其設(shè)計(jì)電路如圖4-7所示：Tocontroller是指MCU。華華VocGndAntennaAntRFID讀卡器通過三次握手與RFID卡建立通訊，然后讀取卡中數(shù)據(jù)。讀卡器向RFID卡發(fā)送請求數(shù)據(jù)，RFID卡收到請求數(shù)據(jù)，對其加密，發(fā)送給讀卡器，同時(shí)發(fā)送自己的請求數(shù)據(jù)，讀卡器收到機(jī)密后的數(shù)據(jù)后解密，如果加密方式正確，發(fā)送驗(yàn)證成功的標(biāo)記，并將RFID的請求數(shù)據(jù)加密發(fā)送給RFID卡，RFID卡收到驗(yàn)證成功的標(biāo)記，解密RFID發(fā)送過來的加密數(shù)據(jù)，如果正確，發(fā)送自己的數(shù)據(jù)給讀卡器，則讀卡器收到RFID卡中數(shù)據(jù)。RFID讀卡器通過串口協(xié)議與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。但單純的串口數(shù)據(jù)傳輸很容易被別人獲取和破解，因此，本系統(tǒng)，在RFID和MUC之間，制定了一套通信協(xié)議，并將數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)域進(jìn)行CRC校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)的完整性。CRC校驗(yàn)主要是對數(shù)據(jù)的加密，在讀卡器與MCU通信過程中，對一個(gè)數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)，從長度到數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)域要她作循環(huán)的冗余檢查的計(jì)算，用來防止數(shù)據(jù)傳輸錯誤。RFID系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是設(shè)定的讀卡器的波特率和自動應(yīng)答模式，當(dāng)有RFID卡靠全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]近讀卡器時(shí)，讀卡器自動讀取卡的數(shù)據(jù)，通過串口發(fā)送給MCU。流程如圖4-8所示：串口4初始化更改讀卡器波特更改串口4波特率設(shè)置讀卡器為自動應(yīng)答模等待是否有數(shù)據(jù)等待接收數(shù)據(jù)全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]第五章軟件架構(gòu)和開發(fā)環(huán)境5.1上位機(jī)開發(fā)環(huán)境上位機(jī)主要是收集采集過來的信息進(jìn)行匯總，存檔，并進(jìn)行分析處理，前臺的軟件開發(fā)基于VS2010平臺，采用C#語言編寫，后臺的數(shù)據(jù)存儲在SQLServer上，采用SQL語言，數(shù)據(jù)處理使用Java語言。5.1.1VisualStudio2010VisualStudio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，是目前最流行的Windows平臺應(yīng)用版本于2010年4月12日上市，其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)的界面被重新設(shè)計(jì)和組織，變得更加簡單明了。VisualStudio2010同時(shí)帶來了NETFramework4.0、MicrosoftVisualStudio2010CTP(CommunityTechnologyPreview--CTP),并且支持開發(fā)面向Windows7的應(yīng)用程序。除了MicrosoftSQLServer,它還支持IBMDB2和Oracle數(shù)據(jù)庫。5.1.2SQL語言結(jié)構(gòu)化查詢語言(StructuredQueryLanguage)簡稱SQL是一種特殊目的的編程語言，是一種數(shù)據(jù)庫查詢和程序設(shè)計(jì)語言，用于存取數(shù)據(jù)以及查詢、更新和管理關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；同時(shí)也是數(shù)據(jù)庫腳本文件的擴(kuò)展名。結(jié)構(gòu)化查詢語言是高級的非過程化編程語言，允許用戶在高層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上工作。它不要求用戶指定對數(shù)據(jù)的存放方法，也不需要用戶了解具體的數(shù)據(jù)存放方式，所以具有完全不同底層結(jié)構(gòu)的不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以使用相同的結(jié)構(gòu)化查詢語言作為數(shù)據(jù)輸入與管理的接口。結(jié)構(gòu)化查詢語言語句可以嵌套，這使它具有極大的靈活性和強(qiáng)大的功能。5.2下位機(jī)C程序5.2.1攝像頭拍照程序"USART2.h"全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]/*************功能說明**************串口2控制PTC08拍照片******************************************//*************本地常量聲明**************//*************本地變量聲明**************/*************外部函數(shù)和變量聲明*****************,丨//結(jié)構(gòu)定義//波特率，110～115200COMxInitStructure.UART_PolityCOMx_InitStructure.UAR//初始化串口2USART1,USART2UART_config();//初始化串口2Delag_ms(2500);Bufwrite();while(1);全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競賽設(shè)計(jì)文檔[基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宿舍安全防控系統(tǒng)]**************/*************功能說明**************串口3控制SIM900A發(fā)送短信******************************************unsignedchar本地變量聲明**************idataRX3Buffer[RX3Lenth];//接收緩沖bitB_TX3Busy;//發(fā)送忙標(biāo)志voidMsg_delay_ms(unsignedcharms);voidSend_message(void);voidmain(void)Uart3_init();//初始化串口3Send_message();while(1)//***************************************************************voidSend_message(void)Uart3_SendString("AT+Uart3_SendData('"");Uart3_SendString("GSM");Uart3_SendData('"");Uart3_SendString("\r\n");Uart3_SendString("AT+CMGF=1\r\n");Msg_delay_ms(1000);Uart3_SendString("AT+CMGS=");//13383Uart3_SendData('"");Uart3_SendString();Uart3_SendData('"");Uart3_SendString("\r\n");Msg_delay_ms(1000);Uart3_SendData(0x1A);voidUart3_init(void)PSW2&=~S3_S0;//S3_SO=0(P0.0/RxD3,P0.1/TxD3)//P_SW2|=S3_S0;//S3_SO=1(P5.0/RxD3_2,P5.1/TxD3_2)#if(PARITYBIT3==NONE_PARITY)S3CON=0x50;//8位可變波特率#elif(PARITYBIT3==ODD_PARITY)||(PARITYBIT==EVEN_PARITY)||(PARITYBIT==S3CON=0xda;//9位可變波特率，校驗(yàn)位初始為1#elif(PARITYBIT3==SPACE_PARITY)S3CON=0xd2;1/9位可變波特率，校驗(yàn)位初始為0#endifT3L=(65536-(FOSC/4/BAUD3));//設(shè)置波特率重裝值T3H=(65536-(FOSC/4/BAUD3))>>8;T4T3M|=0x02//定時(shí)器3為1T模式T4T3M|=0x08;//定時(shí)器3開始計(jì)時(shí)IE2|=0x08;//使能串口3中斷」if(S3CON&S3RI)if(++RX3_Cnt>=RX3_Lenth)RX3_Cnt=0;//避免溢出處理if(S3CON&S3TI)S3CON&=~S3TI;*發(fā)送串口數(shù)據(jù)voidUart3_SendData(BYTEdat)#if(PARITYBIT3==ODD_PARITY)S3CON&=~S3TB8;#elif(PARITYBIT3==EVEN_PARITY)#endif}//清忙標(biāo)志//等待前面的數(shù)據(jù)發(fā)送完成//設(shè)置校驗(yàn)位為0//設(shè)置校驗(yàn)位為1else#if(PARITYBIT3==ODD_PARITY)S3CON|=S3TB8;//設(shè)置校驗(yàn)位為1#elif(PARITYBIT3==EVEN_PARITY)S3CON&=~S3TB8;//設(shè)置校驗(yàn)位為0S3BUF=ACC;發(fā)送字符串voidUart3_SendString(char*s)while(*s)Uart3_SendData(*s++);}}//寫數(shù)據(jù)到UART2數(shù)據(jù)寄存器//檢測字符串結(jié)束標(biāo)志//發(fā)送當(dāng)前字符//****************************發(fā)送短消息*k************************米voidMsg_delay_ms(unsignedcharms){}while(--ms);}第六章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用檢查(CRC)是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯功能，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，并將得到的結(jié)果附原理：CRC檢驗(yàn)原理實(shí)際上就是在一個(gè)p檢驗(yàn)碼(序列),從而構(gòu)成一個(gè)總長為n=p+r位的二進(jìn)制序列；附加在數(shù)據(jù)序列之后基本概念：幀檢驗(yàn)序列FCS(FrameCheckSequence):為了進(jìn)行差錯檢驗(yàn)而添加的冗余碼。多項(xiàng)式模2運(yùn)行：實(shí)際上是按位異或(ExclusiveOR)運(yùn)算，即相同為0,相異為1,也就是不考慮進(jìn)位、借位的二進(jìn)制加減運(yùn)算。如：10011011+11001010=01010001。生成多項(xiàng)式(generatorpolynomial):