宁波理工学院
嵌入式设计（论文）
专业班级：
组 员： 裘伟 3060431072
指导教师： 张德荣
1.任务描述
本次任务主要是一种基于ARM7 的防盗报警器。整个系统以PHILIPSLPC2290为核心， 通过μC／OS-Ⅱ来实现实时多任务管理。整个硬件电路分为三部分：LPC2290，PWM 警号电路，键盘显示电路。程序部分由μC／OS-Ⅱ编写，实现多任务控制。主要实现报警器的，蜂鸣警报和拨号报警功能。
2. 资料收集
2.1国内外现状
“安全防范”是公安保卫系统的专门术语，是指以维护社会公共安全为目的，防入侵、防被盗、防破坏、防火、防暴和安全检查等措施。而为了达到防入侵、防盗、防破坏等目的，我们采用了以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，使其发挥最大的功能作用，用以完善安装单位的保卫工作。综合监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄象机及其辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然；同时它可以把被监视场所的图象和声音全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据，同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大。安全防范技术的器材、设备以及由其组成的系统能对入侵者做到快速反应，并及时发现和抓获罪犯，对犯罪分子有强大的威慑作用。而安全防范技术又能及时发现事故的隐患，预防破坏，减少事故和预防火灾，所以它是公安保卫工作中很重要的预防手段。
尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽， 犯罪分子的作案手段和交通工具不断提高，同时随着我国社会与经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高，所以保证区域的安全不能只在巡更人防方面加强力量，必须从运用现代化的防盗报警技术，这是外界不法人员所逾越的第一道关卡。在这种环境下，安全防范技术的器材、设备以及由其组成的系统能对入侵者做到快速反应，并及时发现和抓获罪犯，对犯罪分子有强大的威慑作用。而安全防范技术又能及时发现事故的隐患，预防破坏，减少事故和预防火灾，所以它是公安保卫工作中很重要的预防手段。安防行业也取得了长足的发展，监控系统目前在银行、宾馆、商场、交通、工矿企业等各个领域得到了广泛应用。
2.2 ARM7 防盗报警器的优点
目前，国内的传统防盗报警器多数采用8 位微处理器。优点是硬件成本比较低，缺点是难以满足复杂的数据算法，人机界面做的不是很完善，设备的可操作
性不好。一方面．在大型安防报警系统中．报警地点、报警现场的情况难以反应给安值班员。另一方面，设备在安装过程中，设备的设置很难做到现场化，需要专业人士在现场，通过键盘输入复杂，繁多的控制命令，完成设备的配置信息。因此，多数厂家直接将设置的数据处理后预先存储在ROM 和Flash 中，不便于现场编程。
ARM7LPC2290芯片为32 位微处理器，处理能力强，可靠性高，可实现复杂的数据算法。拥有8kB 的片内静态RAM，32kB 的片内Flash 程序存储器，128 位宽的接口/加速器使其实现了60MHz 的高速操作。通过片内Boot-loader 软件实现在系统/在应用编程(ISP/IAP)，可以根据需要现场编程，采用在 PC 机设置好信息，通过IAP 发给系统，实现了人机对话。同时，新型ARM7 防盗报警器具有体积小，功耗低，用红外传感器探测入侵，安装隐蔽，不意被发现；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警，并进行电话拨号报警等优点。
3.实施内容
3.1系统功能介绍
当有入侵者时，红外感应器发送信号给LPC2290，LPC2290通过运算处理，判定有入侵，发送报警信号，通过PWM 驱动蜂鸣器，发出警报，报警之后关闭警报。
3.1.1系统功能的特点
· 当有人企图从门或窗非法进入时，系统能即刻启动蜂呜器发出报警信号。 · 在有警情发生时，可进行按拨号码进行报警。
· 结束警报。
3.2系统流程图
3.3硬件选型
在我们的系统当中，我们将分别应用到LPC2290，蜂鸣报，数码管等元器件。对此，我们用到的主要元器件的相关知识分别一一作介绍。
3.3.1 LPC2290 芯片
LPC2290是一款基于16/32位ARM7TDMI-S，并支持实时仿真和跟踪的CPU，并带有256 k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器。128位 宽度的存储器接口和独特的
加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码 规模降低超过30%，而性能的损失却很小。
LPC2290采用144脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、2/4路高级CAN通道、PWM输出以及多达9个的外部中断，这款微控制器特别适合自动化、工业控制、医疗系统、访问控制和故障容限维护总线等应用领域。其内部可用GPIOs范围为76脚(外部存储区)到112脚(单片)。由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、嵌入式软件调制解调器以及其它各种类型的应用。
3.3.2 LPC2290 结构框图
LPC2290 系列微控制器包含四大部分：
ARM7TDMI-S CPU
ARM7 局部总线及相关部件
AHB 高性能总线及相关部件
VLSI 外设总线及相关部件
3.3.3 LPC2290管脚分配图
LPC2290引脚图
3.4模块功能
本系统由LPC2290、报警器，数码管显示等组成。用32 位处理器LPC2290做报警器的主控部分。
3.4.1 LPC2290 芯片
LPC2290 芯片是整个系统的“心脏”和“大脑”，是系统的控制部分，是实现整个系统功能的指挥中心。LPC2290 主要的功能有：检测的控制，当前端防区有非法入侵时，启动声音报警器发出蜂鸣报警信号。
3.4.2 警号报警器
警号报警器主要作用是一旦有人非法进入我们设定的报警区域，警号报警器在接到控制器的报警信号后，蜂鸣器就会发出持续的鸣叫，对不法分子起到恫吓作用，同时也是向周围的人发出告警信息。我们根据警号的频率用PWM 来模拟了警铃。
4、个人总结
裘伟：经过几个星期的努力，ARM7 红外防盗报警器得到了具体的实现，比较完美实现了预定功能要求，但离真正的完美还有一定距离，我们还有许多要改进的地方。
俞振飞：通过这一个学期的嵌入式设计，让我受益匪浅，从对嵌入式系统的零认识到现在的熟练操作，丰富了专业知识，提高了动手能力，有了实践经验，为以后的工作打下了基础。
宋黎明：这次的防盗报警器设计基本实现了预定功能，能够完成任务所需要完成的功能，因此，这次设计达到了与其要求。但在其中所遇到的一系列问题和陌生的东西还要我们去解决，去学习。
宁波理工学院
嵌入式设计（论文）
专业班级：
组 员： 裘伟 3060431072
指导教师： 张德荣
1.任务描述
本次任务主要是一种基于ARM7 的防盗报警器。整个系统以PHILIPSLPC2290为核心， 通过μC／OS-Ⅱ来实现实时多任务管理。整个硬件电路分为三部分：LPC2290，PWM 警号电路，键盘显示电路。程序部分由μC／OS-Ⅱ编写，实现多任务控制。主要实现报警器的，蜂鸣警报和拨号报警功能。
2. 资料收集
2.1国内外现状
“安全防范”是公安保卫系统的专门术语，是指以维护社会公共安全为目的，防入侵、防被盗、防破坏、防火、防暴和安全检查等措施。而为了达到防入侵、防盗、防破坏等目的，我们采用了以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，使其发挥最大的功能作用，用以完善安装单位的保卫工作。综合监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄象机及其辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然；同时它可以把被监视场所的图象和声音全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据，同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大。安全防范技术的器材、设备以及由其组成的系统能对入侵者做到快速反应，并及时发现和抓获罪犯，对犯罪分子有强大的威慑作用。而安全防范技术又能及时发现事故的隐患，预防破坏，减少事故和预防火灾，所以它是公安保卫工作中很重要的预防手段。
尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽， 犯罪分子的作案手段和交通工具不断提高，同时随着我国社会与经济的发展，人民生活水平不断提高，人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高，所以保证区域的安全不能只在巡更人防方面加强力量，必须从运用现代化的防盗报警技术，这是外界不法人员所逾越的第一道关卡。在这种环境下，安全防范技术的器材、设备以及由其组成的系统能对入侵者做到快速反应，并及时发现和抓获罪犯，对犯罪分子有强大的威慑作用。而安全防范技术又能及时发现事故的隐患，预防破坏，减少事故和预防火灾，所以它是公安保卫工作中很重要的预防手段。安防行业也取得了长足的发展，监控系统目前在银行、宾馆、商场、交通、工矿企业等各个领域得到了广泛应用。
2.2 ARM7 防盗报警器的优点
目前，国内的传统防盗报警器多数采用8 位微处理器。优点是硬件成本比较低，缺点是难以满足复杂的数据算法，人机界面做的不是很完善，设备的可操作
性不好。一方面．在大型安防报警系统中．报警地点、报警现场的情况难以反应给安值班员。另一方面，设备在安装过程中，设备的设置很难做到现场化，需要专业人士在现场，通过键盘输入复杂，繁多的控制命令，完成设备的配置信息。因此，多数厂家直接将设置的数据处理后预先存储在ROM 和Flash 中，不便于现场编程。
ARM7LPC2290芯片为32 位微处理器，处理能力强，可靠性高，可实现复杂的数据算法。拥有8kB 的片内静态RAM，32kB 的片内Flash 程序存储器，128 位宽的接口/加速器使其实现了60MHz 的高速操作。通过片内Boot-loader 软件实现在系统/在应用编程(ISP/IAP)，可以根据需要现场编程，采用在 PC 机设置好信息，通过IAP 发给系统，实现了人机对话。同时，新型ARM7 防盗报警器具有体积小，功耗低，用红外传感器探测入侵，安装隐蔽，不意被发现；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警，并进行电话拨号报警等优点。
3.实施内容
3.1系统功能介绍
当有入侵者时，红外感应器发送信号给LPC2290，LPC2290通过运算处理，判定有入侵，发送报警信号，通过PWM 驱动蜂鸣器，发出警报，报警之后关闭警报。
3.1.1系统功能的特点
· 当有人企图从门或窗非法进入时，系统能即刻启动蜂呜器发出报警信号。 · 在有警情发生时，可进行按拨号码进行报警。
· 结束警报。
3.2系统流程图
3.3硬件选型
在我们的系统当中，我们将分别应用到LPC2290，蜂鸣报，数码管等元器件。对此，我们用到的主要元器件的相关知识分别一一作介绍。
3.3.1 LPC2290 芯片
LPC2290是一款基于16/32位ARM7TDMI-S，并支持实时仿真和跟踪的CPU，并带有256 k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器。128位 宽度的存储器接口和独特的
加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码 规模降低超过30%，而性能的损失却很小。
LPC2290采用144脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、2/4路高级CAN通道、PWM输出以及多达9个的外部中断，这款微控制器特别适合自动化、工业控制、医疗系统、访问控制和故障容限维护总线等应用领域。其内部可用GPIOs范围为76脚(外部存储区)到112脚(单片)。由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、嵌入式软件调制解调器以及其它各种类型的应用。
3.3.2 LPC2290 结构框图
LPC2290 系列微控制器包含四大部分：
ARM7TDMI-S CPU
ARM7 局部总线及相关部件
AHB 高性能总线及相关部件
VLSI 外设总线及相关部件
3.3.3 LPC2290管脚分配图
LPC2290引脚图
3.4模块功能
本系统由LPC2290、报警器，数码管显示等组成。用32 位处理器LPC2290做报警器的主控部分。
3.4.1 LPC2290 芯片
LPC2290 芯片是整个系统的“心脏”和“大脑”，是系统的控制部分，是实现整个系统功能的指挥中心。LPC2290 主要的功能有：检测的控制，当前端防区有非法入侵时，启动声音报警器发出蜂鸣报警信号。
3.4.2 警号报警器
警号报警器主要作用是一旦有人非法进入我们设定的报警区域，警号报警器在接到控制器的报警信号后，蜂鸣器就会发出持续的鸣叫，对不法分子起到恫吓作用，同时也是向周围的人发出告警信息。我们根据警号的频率用PWM 来模拟了警铃。
4、个人总结
裘伟：经过几个星期的努力，ARM7 红外防盗报警器得到了具体的实现，比较完美实现了预定功能要求，但离真正的完美还有一定距离，我们还有许多要改进的地方。
俞振飞：通过这一个学期的嵌入式设计，让我受益匪浅，从对嵌入式系统的零认识到现在的熟练操作，丰富了专业知识，提高了动手能力，有了实践经验，为以后的工作打下了基础。
宋黎明：这次的防盗报警器设计基本实现了预定功能，能够完成任务所需要完成的功能，因此，这次设计达到了与其要求。但在其中所遇到的一系列问题和陌生的东西还要我们去解决，去学习。