基于单片机智能安防-开题报告

毕 业 设 计 论 文 开 题 报 告 1 文献综述 结合毕业设计 论文 课题情况 根据所查阅的文献资料 每人撰写 2500 字左右的文献综述 文后应列出所查阅的文献资料 文文 献献 综综 述述 1 1课题内容简述课题内容简述 1 11 1 智能建筑智能建筑 随着物质生活水平的提高 人们越来越重视自己的生活质量 人们总是希望生活 在更安全 更舒适的环境里 智能家居系统的广泛应用 使人们生活的更舒适 经济 的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加 给城市的社会治安增加了新的课题 人 防的保安方式已不能适应人们的要求 随着网络 通信和微电子技术的快速发展 图 像技术的逐步成熟 视频监控产品也正经历着从模拟化向数字化 网络化的革命 而 迅速发展起来 人工智能型建筑也应运而生 而据有关资料记载 第一个智能型建筑 于 1984 年建设于美国的康涅狄格州哈特福德市 Hartford 名为 都市大厦 当 时人们将一座旧的金融大楼进行翻修改造 在楼内铺设了大量的通信电缆 增加了程 控交换机和计算机等办公自动化设备 在楼宇内的配电 供水 空调和防火等系统均 由计算机管理和控制 实现了计算机与通信设备连接 向楼内住户提供文字处理 语 音传输 信息检索 收发电子邮件和信息资料检索等服务 实现了办公自动化 设备 自动控制和通信自动化 成为了智能型第一次在世界上出现的标志 1 21 2 智能建筑的远程控制智能建筑的远程控制 人类进入 21 世纪 现代科技力量打破了传统的时空界限 借助于网络和飞速发展 的信息技术 人们可以足不出户纵览全球 电子商务 远程教育 家庭网上办公 网 上购物 网上旅游聊天 社区智能管理等等 以超乎想象的速度改变了人类的生产生 活方式 更深刻地影响到了人类的思维模式和生存状态 人们不再愿意受到空间的束 缚 希望能够在任何时间和任何地点都能实现对住所的监控和控制 远程控制成为必 然 要实现人们对于住所安全的检测 并能合理的控制家中的各个终端设备 自从 20 世纪 70 年代中期智能家居技术在美国诞生以来 美国 加拿大 欧洲 澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居方案 1984 年世界 上第一个智能建筑在美国康倪迪格州出现 德国弗劳恩霍研究会与11家公司联手合作 建成世界上第一座智能住宅样板房 向人们展示了未来住宅的发展前景 2003 年深秋 汉城对网络家电做了一次近距离的体验 在进家前 通过手机接通 了网络家电的中央遥控器 空调器在主人的旨意下 通过远程遥控开启了所需要的温 度 同时所有门窗将自动锁闭以保证能源的有效利用 走进房间时便觉得温暖如春 全无室外深秋的感觉 同样 手机和遥控器还可以指挥其它电器开始工作 洗衣机此 时正在洗衣 干衣 并通知主人衣服已经烘干 而且设计在冰箱上的电脑显示器显示 着冰箱内所存储的食品及物资是否短缺并及时从网络上下载菜单 告诉你烹饪方法及 配料 显示器还可以切换为电视机的功能 使你不失时机的收看新闻了解国内外大事 同时可从网络上下载和欣赏电影节目 面对满屋子的照明设备 等你上床后 轻按遥 控器 所有灯具会在你的旨意下一一关闭 面对舒适的网络家电生活 让人感到一切 尽在掌握中 1 31 3 安全防范安全防范 安全防范是智能建筑的一个重要组成部分 通常所说的安全防范是指安全技术防 范 是以安全技术产品设备预防违法犯罪和重大事故 一般来说 最大的安全威胁有 两方面 一方面是外来入侵 如入室偷窃 抢劫等 另一部分是内部隐患 如火灾 煤气泄漏 电路短路等 安全防范的功能可划分为三类 一是险情监测 主要通过对各类传感器来检测家 中的状态 判别各类险情 二是远程报警 即在险情发生后 除了必要的现场声光报 警外 还通过小区网络或电话向外报警 三是联动处理 主要是协助安防系统与控制 系统之间的工作 采取措施控制和处理发生的险情 以减少损失 1 41 4 单片机及其应用单片机及其应用 单片微型计算机简称单片机 是典型的嵌入式微控制器 常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机 常用在工业控制领域 由于单片机在工业控制领域的广泛应用 为使更 多的业内人士 学生 爱好者 产品开发人员掌握单片机这门技术 于是产生单片机 开发板 比较有名的例如电子人 DZR 01A 单片机开发板 单片机由芯片内仅有 CPU 的 专用处理器发展而来 最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片 中 使计算机系统更小 更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中 单片机又称单片微控制器 它不是完成某一个逻辑功能的芯片 而是把一个计算 机系统集成到一个芯片上 相当于一个微型的计算机 和计算机相比 单片机只缺少 了 I O 设备 概括的讲 一块芯片就成了一台计算机 它的体积小 质量轻 价格便 宜 为学习 应用和开发提供了便利条件 同时 学习使用单片机是了解计算机原理 与结构的最佳选择 单片机内部也用和电脑功能类似的模块 比如 CPU 内存 并行总线 还有和硬盘 作用相同的存储器件 不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多 不 过价钱也是低的 一般不超过 10 元即可 用它来做一些控制电器一类不是很复杂的 工作足矣了 它是一种在线式实时控制计算机 在线式就是现场控制 需要的是有较强的抗干 扰能力 较低的成本 这也是和离线式计算机的 比如家用 PC 的主要区别 选用单 片机作为核心处理器不仅能完成所需功能 而且设计简单成本低廉 2 2国际发展情况国际发展情况 在国外 网络视频监在家庭视频监控和智能视频监控方面发展较快 技术水平领先 于我国 在美国 at内建 主动防御 系统 可发出刺耳的警报声吓跑盗贼 甚至还有麦克风 扬声器双向通信系统 方便用 户与盗贼谈判 NTT Neomeit 还推出了通过 PDA 或手机远程控制家电和接收监控报警信 息的服务 使用起来非常方便 除此以外 还实现了生物认证 通过生物认证研发了 自动门识别系统 人们站在安装于入口处的摄像机前 只需约 1 秒钟的时间 如果确 认来人为公寓居民 大门就会打开 非常方便 在韩国 KT 和 SK 电讯在数字家庭的远程监控和报警上大量采用了无线传感网络 中的普适计算技术 Ubiquitous Computing 采用 Zigbee 的无线传输协议对家中的智 能监控设备进行管理和监控 并支持通过 PC 或手机对数字家庭设备远程监控信息的获 取和基于 IP 的视频监控点播 用户点播时直接由数字家庭网关提供视频的处理 KT 将数字家庭监控及联动报警系统称为 Nespot 系统 该系统立足于 控制与防止 将 有线与无线网络结合于一体 采用 Nespot 系统 不论用户在家还是在外 都可通过微 型监视摄像头 安装在门上的传感器 煤气泄漏传感器等 将家庭状况实时传到用户 的电脑 手机或 PDA 上 用户也可以远程遥控开灯 使家里看上去有人在 紧急情况 下 用户还可以呼叫急救中心对家中的病人进行救助 另外 英国电信 法国电信和西班牙电信也在家庭网关和家庭视频监控方面取得了 很好的发展 3 3国内发展现状国内发展现状 在国内 越来越多的大型监控系统项目 如平安城市 因其监控点多 地域分布广 传统监控模式己经不能满足网络化远程监控 智能化监控的新需求 虽然目前监控系 统前端设备中模拟产品还占据大部分市场 但从系统本结构来看 目前监控系统几乎 完全进入网络视频监控时代 目前 随着电信运营商的介入和用户对网络视频监控的逐步认可 网络视频监控在 市场份额上占据了越来越大的比例 08 年网络视频监控路数大约在 470 万路左右 已 经占据总视频路数的 40 以上 预计 2 3 年后 网络视频监控将占据 50 以上的份额 超过 DVR 市场 此外 随着 平安城市 建设 越来越多的城市使用网络视频来解决 大范围视频监控系统在管理 使用 共享 维护方面存在的问题 导致对平台管理软 件的需求如井喷式发展 目前平台的总体数据流已经超过 50 万 增长速度在每年 10 万数据流 视频监控系统的应用范围正在延伸 除了应用于安防领域外 它还可以用于娱乐共 享 网上直播 商业分析 河流检测 环境管理 排污监测 企业远程视频展示 森 林防火等领域 如旅游景点 利用视频监控方式 用户登录景点区网络后 可以观测 到景区实时画面 从而判断出游的价值 如宝宝在线系统 家长通过网络可实时实景 观察到孩子在幼儿园学习 生活 游戏的情形 借助医院 敬老院的监控图像 值班 医生可集中观察各病房病人情况 同时也方便家属远程看护病人 在基于图像处理视频监控研究方面 国内的研究机构主要有 中科院北京自动化研 究所下属的模式识别国家重点实验室 他们对交通场景的视觉监控 基于三维线性模型 定位 基于扩展卡尔曼滤波器的车辆跟踪算法 人的运动视觉监控 基于步态的远距 离身份识别 和行为模式识别 提出了对目标运动轨迹和行为特征的学习的模糊自组织 神经学习法 进行了深入研究 取得了一定的成果 2006 年 Mingying Zhao 和 Zhao 给出一种新的目标检测分割算法 与传统的两张图片检测分割移动物体不同 此篇文 章所介绍的方法是使用连续的三帧图片来检测移分割动物体 其优势在于对背景的敏 感程度要比使用两张图片检测物体小得多 2004 年 Xu 和 Landabaso 给出一种在复杂动 态场景中多目标的检测分割和跟踪算法 文章介绍了阴影移除法的运动物体分割 最 后依据这种方法给出了较好的实验结果 Vishal Markandey 提出用光流法实现目标分 割 对于每帧图像 把 YUV 分量分别映射为光流分量 判断光流分量的变化 从而实 现对动目标的分割 2002 年 Hironobu Fujiyoshi 和 Takeo Kanade 提出了一种从实时 视频流中检测多重重叠目标的方法 分层检测法 参考文献参考文献 1 韩江洪 张建军等 智能家居系统与技术 合肥 合肥工业大学出版社 2005 10 2 黎连业 王超成 苏畅 智能建筑弱电工程设计与实施 北京 中国电力出版 社 2006 3 3 王迎旭 单片机原理与应用 北京 机械工业出版社 2010 8 4 陈虹 楼与自动化技术与应用 北京 机械工业出版社 2011 8 5 沙占友 孟至永 王彦朋等 单片机外围电路设计 第 2 版 北京 电子工业出版 2006 6 6 郑世宝 智能视频监控技术与应用 视频应用与工程 2009 01 7 王海明 基于网络单片机的家庭远程监控系统 江苏大学 硕士学位论文 2007 6 8 胡敏强 智能防盗报警主机研制 广东工业大学 硕士学位论文 2009 5 9 中国电信股份有限公司北京研究院 网络视频监控关键技术的发展 通信世界 2006 10 中国电信网络视频监控业务技术规范 V3 0 一中心服务平台分册 中国电信 2007 11 Xu L Q J L Landabaso and B Lei Segmentation and backing of multiple moving objects for intelligent video analysis BT technology Journal 2004 22 12 Markandey V Motion Estimation for Moving Target Detection July 1996 p 8 13 Kanade H F a T Layered Detection for Multiple Overlapping Objects IEEE 2002 p 6 14 C Y Chan Serve Systeems with Discrete Variable Structure Control Systeem 内建 主动防 御 系统 可发出刺耳的警报声吓跑盗贼 甚至还有麦克风 扬声器双向通信系统 方便 用户与盗贼谈判 NTT Neomeit 还推出了通过 PDA 或手机远程控制家电和接收监控报警 信息的服务 使用起来非常方便 除此以外 还实现了生物认证 通过生物认证研发了 自动门识别系统 人们站在安装于入口处的摄像机前 只需约 1 秒钟的时间 如果确认 来人为公寓居民 大门就会打开 非常方便 在韩国 KT 和 SK 电讯在数字家庭的远程监控和报警上大量采用了无线传感网络中 的普适计算技术 Ubiquitous Computing 采用 Zigbee 的无线传输协议对家中的智能监 控设备进行管理和监控 并支持通过 PC 或手机对数字家庭设备远程监控信息的获取和基 于 IP 的视频监控点播 用户点播时直接由数字家庭网关提供视频的处理 KT 将数字家 庭监控及联动报警系统称为 Nespot 系统 该系统立足于 控制与防止 将有线与无线 网络结合于一体 采用 Nespot 系统 不论用户在家还是在外 都可通过微型监视摄像头 安装在门上的传感器 煤气泄漏传感器等 将家庭状况实时传到用户的电脑 手机或 PDA 上 用户也可以远程遥控开灯 使家里看上去有人在 紧急情况下 用户还可以呼叫急 救中心对家中的病人进行救助 另外 英国电信 法国电信和西班牙电信也在家庭网关和家庭视频监控方面取得了 很好的发展 在国内 越来越多的大型监控系统项目 如平安城市 因其监控点多 地域分布广 传统监控模式己经不能满足网络化远程监控 智能化监控的新需求 虽然目前监控系统 前端设备中模拟产品还占据大部分市场 但从系统本结构来看 目前监控系统几乎完全 进入网络视频监控时代 目前 随着电信运营商的介入和用户对网络视频监控的逐步认可 网络视频监控在 市场份额上占据了越来越大的比例 08 年网络视频监控路数大约在 470 万路左右 已经 占据总视频路数的 40 以上 预计 2 3 年后 网络视频监控将占据 50 以上的份额 超过 DVR 市场 此外 随着 平安城市 建设 越来越多的城市使用网络视频来解决大范围 视频监控系统在管理 使用 共享 维护方面存在的问题 导致对平台管理软件的需求 如井喷式发展 目前平台的总体数据流已经超过 50 万 增长速度在每年 10 万数据流 视频监控系统的应用范围正在延伸 除了应用于安防领域外 它还可以用于娱乐共 享 网上直播 商业分析 河流检测 环境管理 排污监测 企业远程视频展示 森林 防火等领域 如旅游景点 利用视频监控方式 用户登录景点区网络后 可以观测到景 区实时画面 从而判断出游的价值 如宝宝在线系统 家长通过网络可实时实景观察到 孩子在幼儿园学习 生活 游戏的情形 借助医院 敬老院的监控图像 值班医生可集 中观察各病房病人情况 同时也方便家属远程看护病人 在基于图像处理视频监