| 【中文题名】 | 基于虚拟仪器的智能以太网安防监测系统研究与开发 |
| 【英文题名】 | Research and Design of Smart Ethernet Security and Defense Monitor System Based on Virtual Instrument |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-30 |
| 【中关键词】 | 安防,虚拟仪器,以太网,智能节点,TCPIP协议,数字滤波 |
| 【英关键词】 | Safety-defense,virtual instrument,Ethernet,smart node,TCP/IP protocol,digital filtering, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 |
随着社会的进步和人民生活水平的提高，人们对人身、财产安全的需求逐渐增强。而目前家庭住宅安全防范设施不够完善，不能满足联防联控，虚拟仪器技术、以太网技术的发展和成熟，为实现集成化、数字化、网络化、智能化的安防系统成为可能。
针对安防监测系统的复杂性、通讯数据量小等特征，本文提出以以太网为基础，利用C8051F020单片机和以太网控制芯片CP2200组成智能节点，采用自定义的嵌入式TCP／IP通讯协议建立用于安防监测系统的网络框架，并用LabVIEW实现主控PC的管理和维护。具体研究内容如下：
通过对现行安防监测系统的分析选择用户端探测器，包括防盗探测器、防火探测器和防有害气体泄漏探测器，利用多元信号检测大大降低探测器部分的误报率。以以太网为通讯基础，利用C8051F020单片机和以太网控制芯片CP2200组成智能节点，实现主控PC与智能节点之间的数据发送和接收，编制相应的通讯软件。针对通用TCP／IP通讯协议和单片机通讯的特点，设计适合本系统的TCP／IP通讯协议。主控PC是安防监测的核心部分，提供管理用户端各智能节点的平台，本文设计基于虚拟仪器的主控PC管理软件，以便更好利用主控PC... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
5-6 |
|
Abstract |
6-11 |
|
第1章 绪论 |
11-19 |
|
1.1 选题背景及意义 |
11-12 |
|
1.2 国内外安防技术研究概况、水平和发展趋势现状 |
12-15 |
|
1.3 安防技术的发展前景 |
15-16 |
|
1.4 本文的主要研究内容 |
16-19 |
|
第2章 用户端探测器的选择 |
19-30 |
|
2.1 防盗监测器 |
19-24 |
|
2.1.1 热释电红外探测器 |
19-22 |
|
2.1.2 微波探测器 |
22-24 |
|
2.2 防火监测器 |
24-28 |
|
2.2.1 温度探测器 |
24-26 |
|
2.2.2 光电感烟探测器 |
26-28 |
|
2.3 防煤气中毒探测器 |
28-29 |
|
2.4 本章小结 |
29-30 |
|
第3章 智能节点的设计 |
30-44 |
|
3.1 C8051F020单片机简介 |
31-34 |
|
3.1.1 C8051F020的主要性能特点 |
32-33 |
|
3.1.2 片内存储器组织结构 |
33 |
|
3.1.3 C8051F020的内部原理结构框图 |
33-34 |
|
3.2 以太网控制芯片CP2200简介 |
34-36 |
|
3.2.1 CP2200硬件特性介绍 |
34-35 |
|
3.2.2 CP2200系统框图 |
35-36 |
|
3.2.3 缓存和Flash存储器组织结构 |
36 |
|
3.2.4 CP2200的寄存器 |
36 |
|
3.3 主要电路原理图及其说明 |
36-39 |
|
3.3.1 C8051F020与CP2200的连接原理图 |
36-38 |
|
3.3.2 C8051F020其他部分的连接原理 |
38-39 |
|
3.4 以太网通信接口软件设计 |
39-42 |
|
3.4.1 CP2200初始化流程 |
40 |
|
3.4.2 帧的发送流程 |
40-41 |
|
3.4.3 帧的接受流程 |
41-42 |
|
3.5 数据采集程序的设计 |
42-43 |
|
3.6 本章小结 |
43-44 |
|
第4章 嵌入式TCP/IP协议的实现 |
44-57 |
|
4.1 TCP/IP协议层模型及数据封装格式 |
44-45 |
|
4.2 TCP/IP裁剪与设计 |
45-54 |
|
4.2.1 网际协议(IP)设计 |
46-49 |
|
4.2.2 地址解析协议(ARP) |
49-51 |
|
4.2.3 因特网控制报文协议(ICMP) |
51-54 |
|
4.2.4 用户数据报协议(UDP) |
54 |
|
4.3 自定义应用层协议 |
54-55 |
|
4.4 智能节点主程序流程图 |
55-56 |
|
4.5 本章小结 |
56-57 |
|
第5章 基于虚拟仪器的主控PC管理软件的设计 |
57-68 |
|
5.1 虚拟仪器及LabVIEW 8.0 |
57-59 |
|
5.1.1 虚拟仪器技术的新发展 |
57-58 |
|
5.1.2 虚拟仪器软件平台的最新版本LabVIEW 8.0 |
58-59 |
|
5.2 主控PC的软件功能 |
59-60 |
|
5.3 通信软件的设计 |
60-65 |
|
5.3.1 UDP节点的使用方法 |
60-62 |
|
5.3.2 利用UDP节点实现网络通信 |
62-65 |
|
5.4 报警软件的设计 |
65 |
|
5.5 对智能节点的监测报警阈值及标准时间的调控 |
65-66 |
|
5.6 数据收集软件的设计 |
66-67 |
|
5.7 本章小结 |
67-68 |
|
第6章 监测系统运行安全的考虑与设计 |
68-72 |
|
6.1 主控PC保密性的处理 |
68 |
|
6.2 主控PC安全运行的处理 |
68-69 |
|
6.2.1 主控PC运行中可能存在的致命问题 |
68 |
|
6.2.2 非正常运行的解决对策 |
68-69 |
|
6.3 网络拥塞的处理 |
69-71 |
|
6.3.1 以太网存在的问题 |
69-70 |
|
6.3.2 拥塞的解决办法 |
70-71 |
|
6.4 智能节点故障时的处理 |
71 |
|
6.4.1 智能节点可能出现的问题 |
71 |
|
6.4.2 故障的处理 |
71 |
|
6.5 本章小结 |
71-72 |
|
结论 |
72-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
|
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
77-78 |
|
致谢 |
78-79 |
|
作者简介 |
79 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384149 |
