基于STM32F103的网络温度报警器 物联网

基于STM32F103的网络温度报警器设计

作品名：基于STM32F103的网络温度报警器设计

作者：陈华健贾从含

时间：2015年6月17日

目录：

1.引言 (1)

2.利用普通二极管PN 结测试环境温度原理 (2)

3.器件的选择和芯片的介绍 (4)

4.UC/OS系统移植 (6)

5.文件系统的移植与文件系统基本函数的功能 (16)

6.Uip及socket实现方法 (27)

1.引言

近年来随着科技的飞速发展，嵌入式的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的嵌入式应用系统中，嵌入式往往作为一个核心部件来使用，仅嵌入式方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

本系统使用STM32F103实现了接收由上位机通过TCP 协议发出的温度报警阈值信号，并存于SD片卡中。单片机利用普通二极管的PN 结测试环境温度，每30s 采集一次，将采集到的温度信息补充上时间（时、分、秒、毫秒）标注存储在存储芯片中。并将报警时的温度值与当前时间的温度进行比较，当前温度大于阀值温度时，通过发光二极管或蜂鸣器报警。上位机通过TCP，向单片机发送“Read_Info”命令后，单片机能将SD 卡中存储的所有数据发到PC 机的串口助手中；数据格式美观、易懂。

本系统采用普通二极管PN节的温度特性来测量环境温度不失为一种低成本而又容易实现的环境温度测量方式。使用STM32自带的ADC模块进一步降低了成本和设计难度。采用大容量存储芯片可以长时采集环境数据，并且在采集到的温度补充上时间信息使数据更加可信，同时移植了文件系统方便文件在WINDOWS下的读取和处理。

本系统采用了无线传输的方式配合可靠的电源设备或太阳能设备可以在室外持续的传输回温度信息或其他的气象数据（需配合适当的传感器），减少了人工成本，并且更加适应于野外大规模投放接点。

2.利用普通二极管PN 结测试环境温度原理.

温度是表示物体或环境冷热程度的一种物理量，而温度传感器是一种能将温度变化转换成电量变化的元器件。由于二极管制造工艺的特殊性，我们可以利用二极管的伏安特性来测量环境的温度，它的伏安特性如下图

众所周知，将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管，即所谓的二极管。由P区引出的电极为阳极，由N区引出的电极为阴极，如下图所示

温度对二极管的性能有较大的影响，温度升高时，二极管的正向压降将减小，每增加1C，正向压降减小约2mV，因此可以使用这一特性来测量环境温度。

由半导体理论可以得出，PN 结所加端电压u 与流过它的电流i 的关系为：

其中， Is 为反向饱和电流，对于硅材料来说，Is 约为10pA; q 为电子的电量，q=1.6*10的-9次方库伦； k 是玻耳茨曼常数，k=1.38*10的-23次方J/K ； T 为绝对温度， kT/q 可以用UT 来代替， 常温下，即T=300K 时，UT 约为26mV 。

对于足够大的电压，二极管方程可以近似写成

那么，二极管两端的电压可以推导出为：

因此温度的公式为：

)

l n (D s D i I k q

u T ??=

3.器件的选择和芯片的介绍

本系统采用了ST公司和高性能微控制器——STM32F130ZET6，该微控制器具有512K ROM以及62K RAM 足以满足该项目的需求。

本系统使用到的模块有：ENC28J60模块，0.96’OLED模块，SD卡模块，以及2个无线模块和USB-TTL模块。为了满足这些模块的供电需求另外自己用洞洞板做了AMS1117的稳压模块，以及采用德州仪器公司的TPS7333稳压芯片制作了稳压模块为无线模块提供稳定可靠的电源使数据的发送和接收更加稳定。

AMS1117系列稳压芯片有可调版与多种固定电压版，设计用于提供1A输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时，AMS1117器件的压差保证最大不超过1.3V，并随负载电流的减小而逐渐降低。本系统采用的是输出3.3v的固定电压版本。电路图如下：

TPS7333是由德州仪器公司研发生产的单通道线性稳压芯片,具有单输出LDO、500mA、固定电压(3.3V)、集成SVS、低静态电流，性能十分稳定，输出电压纹波低。应用电路比较简单，电路如下：

4.UC/OS系统移植

uC/OS是一个微型的实时操作系统，包括了一个操作系统最基本的一些特性，如任务调度、任务通信、内存管理、中断管理、定时管理等。而且这是一个代码完全开放的实时操作系统，简单明了的结构和严谨的代码风格，非常适合初涉嵌入式操作系统的人士学习。

很多人在学习STM32中，都想亲自移植一下uC/OS，而不是总是用别人已经移植好的。在我学习uC/OS的过程中，查找了很多资料，也看过很多关于如何移植uC/OS到STM32处理器上的教程，但都不尽人意，主要是因为是时间比较赶，无法静下心开好房学习，在一个月时间内完成STM32的学习以及UIP、文件系统的移植还是比较辛苦和困难的。

1.首先需要从官网上下载UC/OS的源码，并且选择STM32F103ZET6，由于官方没有公布KEIL版本的工程只有IAR版本，所以需要进行一定的修改才可用于KEIL中。UC/OS 的文件结构如下图所示：

2.按照下图的文件结构搭建uC/OS工程文件结构

①把LED工程所在的文件夹先改名为：STM32+UCOS

②在USER文件夹下新建includes.h头文件。

③按照之前给的uC/OS-II文件结构图，我们在工程的根目录下建立BSP文件夹、APP文件夹和uCOS-II文件夹。

BSP文件夹存放外设硬件驱动程序。

APP文件夹存放应用软件任务

uCOS-II文件夹uC/OS-II的相关代码

④把USER文件夹下的led.h 和led.c文件剪切到BSP文件夹里。

在BSP文件夹里新建BSP.c和BSP.h文件。

⑤在APP文件夹下建立app.h、app.c和app_cfg.h文件。

拷贝uC/OS-II源代码附件那里的Micrium\Software\EvalBoards\ST

\STM32F103ZE-SK\IAR\OS-Probe-LCD\os_cfg.h到此目录。

⑥把uC/OS-II源代码附件那里的\Micrium\Software\uCOS-II下的Source文件夹复制到工程里刚才新建的uCOS-II文件夹里。

把Micrium\Software\uCOS-II\Ports\arm-cortex-m3\Generic\IAR下的文件复制到工程uCOS-II文件夹中新建的Ports文件夹里。复制后，选中全部文件，右键——属性——去掉只读属性——确定。

如下图添加include path

3.配置uC/OS-II

a.修改os_cfg.h：

①首先禁用信号量、互斥信号量、邮箱、队列、信号量集、定时器、内存管理，关闭调试模式：

#define OS_FLAG_EN 0 //禁用信号量集

#define OS_MBOX_EN 0 //禁用邮箱

#define OS_MEM_EN 0 //禁用内存管理

#define OS_MUTEX_EN 0 //禁用互斥信号量

#define OS_Q_EN 0 //禁用队列

#define OS_SEM_EN 0 //禁用信号量

#define OS_TMR_EN 0 //禁用定时器

#define OS_DEBUG_EN 0 //禁用调试

b.修改os_cpu.h

注释掉这三行

void OS_CPU_SysTickHandler(void);

void OS_CPU_SysTickInit(void);

INT32U OS_CPU_SysTickClkFreq(void);

c.修改os_cpu_c.c

把OS_CPU_SysTickHandler(), OS_CPU_SysTickInit()及如下图的文件注释掉

d.修改os_cpu_a.asm

由于编译器的原因要将下面的PUBIC改为EXPORT：

PUBLIC OS_CPU_SR_Save ; Functions declared in this file

PUBLIC OS_CPU_SR_Restore

PUBLIC OSStartHighRdy

PUBLIC OSCtxSw

PUBLIC OSIntCtxSw

PUBLIC OS_CPU_PendSVHandler

e.修改os_dbg.c

将

#define OS_COMPILER_OPT __root

改为

#define OS_COMPILER_OPT // __root

修改startup_stm32f10x_hd.s

因为本次移植是使用标准外设库CMSIS中startup_stm32f10x_hd.s作为启动文件的，还没有设置OS_CPU_SysTickHandler。而startup_stm32f10x_hd.s文件中，PendSV 中断向量名为PendSV_Handler，因此只需把所有出现PendSV_Handler的地方替换成

OS_CPU_PendSVHandler即可。

编写includes.h

#ifndef __INCLUDES_H__

#define __INCLUDES_H__

#include "stm32f10x.h"

#include "stm32f10x_rcc.h" //SysTick定时器相关

#include "ucos_ii.h" //uC/OS-II系统函数头文件

#include "BSP.h" //与开发板相关的函数

#include "app.h" //用户任务函数

#include "led.h" //LED驱动函数

#endif //__INCLUDES_H__

编写BSP .c

#include "includes.h"

void BSP_Init(void)

{

SystemInit(); /* 配置系统时钟为72M */

SysTick_init(); /* 初始化并使能SysTick定时器*/

LED_GPIO_Config(); /* LED 端口初始化*/

}

void SysTick_init(void)

{

SysTick_Config(SystemFrequency/OS_TICKS_PER_SEC);//初始化并使能SysTick定时器}

Bsp.h

#ifndef __BSP_H

#define __BSP_H

void SysTick_init(void);

void BSP_Init(void);

#endif // __BSP_H

编写main.c

#include "includes.h"

static OS_STK startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE]; //定义栈

int main(void)

{

BSP_Init();

OSInit();

OST askCreate(Task_LED,(void *)0,

&startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE-1], STARTUP_TASK_PRIO); OSStart();

return 0;

}

至此，UC/OS的移植已经完成，运行多任务只需在APP.C里修改即可。限于篇幅，一下不再赘述，详情请看源码。

5.文件系统的移植与文件系统基本函数的功能

1)SDIO配置与SD卡实现：

a.SDIO接线如下图所示：

b.SDIO时钟设置：

SDIO_CK时钟是通过PC12引脚连接到SD卡的，是SDIO接口与SD卡用于同步的时钟。

SDIO选配器挂载到AHB总线上，通过HCLK二分频输入到适配器得到SDIO_CK的时钟，这时SDIO_CK = HCLK/（2+CLKDIV）。其中CLKDIV是SDIO_CLK(寄存器)中的CLKDIV 位。

另外，SDIO_CK也可以由SDIOCLK通过设置bypass模式直接得到，这时SDIO_CK = SDIOCLK=HCLK。

可以通过以下函数进行时钟配置

SDIO_Init(&SDIO_InitStructure);

对SD卡的操作一般是大吞吐量的数据传输，所以采用DMA来提高效率，SDIO采用的是DMA2中的通道4。在数据传输的时候SDIO可向DMA发出请求。

c.SDIO协议驱动声明：

由于原来没有了解过SD协议，又看到SDIO的驱动有2000多行，时间紧迫，感觉无从下手。故采用ST公司官方驱动。

以下简要介绍所用到的函数的功能

SDIO_SendCommand(&SDIO_CmdInitStructure); //配置和发送命令

SDIO通过CMD接收到响应后，硬件去除头尾的信息，把command index 保存到SDIO_RESPCMD寄存器，把argument field内容保存存储到SDIO_RESPx寄存器中。这两个值可以分别通过下面的库函数得到。

SDIO_GetCommandResponse(); //卡返回接收到的命令

SDIO_GetResponse(SDIO_RESP1); //卡返回的argument field内容

d.SDIO_Init()函数：

1)用GPIO_Configuration()进行SDIO的端口底层配置

2)分别调用了SD_PowerON()和SD_InitializeCards()函数，这两个函数共同实现了上面

提到的卡检测、识别流程。

3)调用SDIO_Init(&SDIO_InitStructure)库函数配置SDIO的时钟，数据线宽度，硬件流

（在读写数据的时候，开启硬件流是和很必要的，可以减少出错）

4)调用SD_GetCardInfo(&SDCardInfo)获取sd卡的CSD寄存器中的内容，在main函

数里输出到串口的数据就是这个时候从卡读取得到的。

5)调用SD_SelectDeselect()选定后面即将要操作的卡。

6)调用SD_EnableWideBusOperation(SDIO_BusWide_4b)开启4bit数据线模式

如果SD_Init()函数能够执行完整个流程，并且返回值是SD_OK的话则说明初始化成功，就可以开始进行擦除、读写的操作了。

下面进入SD_PowerON()函数，分析完这个函数大家就能了解SDIO如何接收、发送命令了。

e.SDIO——Iint()中使用的函数：

SD_PowerON 函数：确保SD卡的工作电压和配置控制时钟

SD_InitializeCards：初始化所有的卡或者单个卡进入就绪状态

红外线防盗报警器课程设计报告

红外线防盗报警器课程设计报告 北华航天工业学院 课程设计报告(论文) 设计课题:红外线防盗报警器设计 专业班级: B10231 学生姓名: 指导教师: 设计时间: 2012年6月25日 北华航天工业学院电子工程系 红外线防盗报警器课程设计任务书姓名: 专业: 通信工程班级: B10231 指导教师: 职称: 课程设计题目: 红外线防盗报警器 已知技术参数和设计要求: , 该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声， 适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 , 要求: , 1、灵敏、可靠、一经触发，即刻报警 , 2、对产品材料精益求精，延长使用寿命 , 3、根据实际应用环境，自己选择传感器，确定红外检测范围。所需仪器设备: 直流供电电源，信号发生器，双踪示波器，数字电压表，计算机等 成果验收形式: 面包板插接+实物演示+答辩

参考文献: 《电子技术基础模拟部分》(高教康华光) 《电子工艺与课程设计》(电子工业出版社毕亚军、崔瑞雪) 第17周: 周1---周2 :立题、论证方案设计～选择元器件安装调试 周4---周5 :插面包板调试电路时间 第18周: 安排 周1---周3 :焊接制成电路～完成设计 周4---周5 :验收答辩 指导教师: 张洁教研室主任: 崔瑞雪 2012年6 月 14 日 内容摘要 红外线防盗报警器目前市场上已有成型产品，且市场较为成熟。由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜均能使用，而且其抗干扰能力强。红外线传感器分主动式与被动式两种，主动式设计方案简单，但成本较高，从成本考虑，本课题通过介绍热释红外传感器RE200BP的工作原理，给出了一种被动型热释电红外报警器的结构原理及其应用电路。这种电路把红外线传感器应用于报警系统中，从而能够实现防盗报警能。 该报警器能探测人体发出的红外线，由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。 关键词被动式红外报警器;热释电传感器;菲涅尔透镜;防盗报警器 目录

障碍物联网发展的安全隐患及其解决措施

障碍物联网发展的安全隐患及其解决措施 障碍物联网发展的安全隐患及其解决措施 物联网被称为继计算机、Internet之后，世界信息产业的第三次浪潮。在高歌猛进的 同时，物联网背后隐藏的安全危机正日渐显现。同TCP/IP网络一样,物联网同样面临网络的可管、可控以及服务质量等一系列问题，并且有过之而无不及。如果这些问题不能得到很好的解决，或者说没有很好的解决办法，将会在很大程度上制约物联网的进一步发展。因为网络是存在安全隐患的，更何况分布随机的传感网络、无处不在的无线网络，更是为各种网络攻击提供了广阔的土壤，安全隐患更加严峻，如果处理不好，整个国家的经济和安全都将面临威胁。 物联网的“网” 物联网是TCP/IP网络的延续和扩展，将网络的用户端延伸和扩展到任何物与物之间，是一种新型的信息传输和交换形态，物联网时代又称为后IP时代。目前，学术界公认“物联网是一个由感知层、网络层和应用层共同构成的大规模信息系统”，其核心结构主要包括：感知层，如智能卡、RFID电子标签、传感器网络等，其主要作用是采集各种信息；网络层，如三网融合的计算机、Internet、无线网络、固网等,其主要作用是负责信息交换和通信；应用层，主要负责信息的分析处理、控制决策，以便实现用户定制的智能化应用和服务，从而最 终实现物与物、人与物的相联，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of things”。 物联网感知层的关键技术包括RFID技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、传感网技术等，这些技术是智能信息传感设备的技术基础。网络及管理层的关键技术包括云计算、4G技术、SOA等。安置在动物、植物、机器和物品上的电子智能介质产生的数字信号可随时随地通过无线网络传送信息，云计算技术的运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理成为可能。从物联网的体系结构而言，物联网体现的是融合，而不论它的基础架构是采用无线传感网络还是什么别的网络基础设施。 物联网的真正价值在于网，而不在于物。因为在于网，所以复杂。目前物联网感知层的技术相对比较成熟，在各行各业已有比较成功的应用，但是如果感知的信息没有一个庞大的网络体系对它们进行管理和整合，就谈不上深入的应用，这样的网络就没有意义。要构建一个这样的堪称复杂巨系统的网络平台，实现业务的综合管理、信息的融合析取及分门别类、数据的有指导性的传输和交互等等，它的复杂性、艰难性是可想而知的。 物联网的安全威胁 物联网面临哪些重要的安全威胁？与传统互联网面临的安全威胁有哪些不同？对这个问题的讨论，我们以感知层是传感网、RFID为例进行展开。 首先，传感网络是一个存在严重不确定性因素的环境。广泛存在的传感智能节点本质上就是监测和控制网络上的各种设备，它们监测网络的不同内容、提供各种不同格式的事件数据来表征网络系统当前的状态。然而，这些传感智能节点又是一个外来入侵的最佳场所。从这个角度而言，物联网感知层的数据非常复杂，数据间存在着频繁的冲突与合作，具有很强的冗余性和互补性，且是海量数据。它具有很强的实时性特征,同时又是多源异构型数据。因此，相对于传统的TCP/IP 网络技术而言，所有的网络监控措施、防御技术不仅面临更复杂结构的网络数据，同时又有更高的实时性要求，在网络技术、网络安全和其他相关学科领域面前都将是一个新的课题、新的挑战。 其次，当物联网感知层主要采用RFID技术时，嵌入了RFID芯片的物品不仅能方便地被物品主人所感知，同时其他人也能进行感知。特别是当这种被感知的信息通过无线网络平台进行传输时，信息的安全性相当脆弱。如何在感知、传输、应用过程中提供一套强大的安全体系作保障，是一个难题。

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物联网简介及基于ZigBee的无线传感器网络 摘要 物联网，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，给IT和通信带来了广阔的新市场。积极发展物联网技术，尽快扩展其应用领域，尽快使其投入到生产、生活中去，将具有重要意义。 ZigBee无线通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术，具有低功耗、低速率、低时延等特性，具有强大的组网能力与超大的网络容量，可以广泛应用在消费电子品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。由于其独有的特性，ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首选技术，具有广阔的发展前景。ZigBee协议标准采用开放系统接口(051)分层结构，其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定，而网络层，安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。 本文首先从概念、技术架构、关键技术和应用领域介绍了物联网的相关知识，然后着重介绍了基于ZigBee的无线传感器网络，其中包括无线传感网简介、ZigBee技术概述和基于ZigBee的无线组网技术。 关键词：物联网；ZigBee；无线传感器网络

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无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的范围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素 applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of computer science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a comprehensive description of the development

单片机控制红外线防盗报警器电路设计

单片机控制红外线防盗报警器 一、硬件电路 电路原理图如图1所示。可将该电路分为以下三个部分。 用当今最流行的A T89C2051单片机控制，体积小，成本低；用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警。现将该报警器原理介绍如下，供广大单片机爱好者参考。 1、单片机系统。U1为A T89C2051单片机。C1，R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路；C2，C3以及晶振JT1组成时钟电路；C4，C5为+5V电源滤波电容。U2为CMOS6反相器CC4069，起驱动作用。VD1~VD6为红外发射管，其负极端接与P1口，P1口设置为输出状态，当P1口为“0”时，VD1~VD6发红外光。VD7~VD12为红外接收管，当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7~VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3.0~P3.5为低电平。发射管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置，当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止，反相器输入端为低电平，这时U1的P3.0~P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）。驱动声光报警电路，进行声光报警，直至按复位按钮RESET或电源开关S1。由于红外收发管之间没有遮挡时为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出00H时，P3口的正常状态数据为00H。 2、电源电路。220V交流市电经变压器T降压，桥式整流器D1整流，电解电容C7滤波，三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源。 3、声光报警电路。555定时器U4，扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端5脚与单片机A T89C2051的P3.7脚相连，受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为

物联网的信息安全问题

物联网的安全问题 摘要：物联网，通俗的来说就利用传感器、射频识别技术、二维码等作为感知元器件，通过一些基础的网络（互联网、个人区域网、无线传感网等）来实现物与物、人与物、人与人的互联沟通，进而形成一种“物物相连的网络”。“物联网”的诞生也为人们的生活带来了很大的方便，但是科技的发展总是会出现更多需要解决的难题，在物联网中，一个最大的、最困难、最艰巨的问题就是如何更好的解决物联网的安全问题，如何给人们带来方便的同时给人们一个更可靠、更安全、更有保障的服务[1]。本文分析了物联网所面临的安全问题，讨论了物联网安全问题所涉及的六大关系，分析物联网安全中的重要技术，最后提出了物联网的安全机制，以期对物联网的建设发展起到积极的建言作用。 关键字物联网、安全性、可靠性、

引言 1999年美国麻省理工学院（MIT）成立了自动识别技术中心，构想了基于REID的物联网的概念, 提出了产品电子码（EPC）概念。在我国，自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”战略后“物联网”一时成为国内热点，迅速得到了政府、企业和学术界的广泛关注。在“物联网”时代，道路、房屋、车辆、家用电器等各类物品，甚至是动物、人类，将与芯片、宽带等连接起来，这个巨大的网络不仅可以实现人与物的通信和感知，而且还可以实现物与物之间的感知、通信和相互控制。由于在物联网建设当中，设计到未来网络和信息资源的掌控与利用，并且建设物联网还能够带动我国一系列相关产业的国际竞争能力和自主创新能力的提高，所以加快物联网技术的研究和开发，促进物联网产业的快速发张，已经成为我国战略发展的需求。 从技术的角度来看，物联网是以互联网为基础建立起来的，所以互联网所遇到的信息安全问题，在物联网中都会存在，只是在危害程度和表现形式上有些不同。从应用的角度来看，物联网上传输的是大量有关企业经营的金融、生产、物流、销售数据，我们保护这些有经济价值的数据的安全比保护互联网上视屏、游戏数据的安全要重要的多，困难的多。从构成物联网的端系统的角度来看，大量的数据是由RFID与无线传感器网络的传感器产生的，并且通过无线的信道进行传输，然而无线信道比较容易受到外部恶意节点的攻击。从信息与网络安全的角度来看，物联网作为一个多网的异构融合网络，不仅仅存在与传感网网络、移动通信网络和因特网同样的安全问题，同时还有其特殊性，如隐私保护问题、异构网络的认证与访问控制问题、信息的存储与管理等。文献[3]认为数据与隐私保护是物联网应用过程中的挑战之一。因此，物联网所遇到的信息安全问题会比互联网更多，我们必须在研究物联网应用的同时，从道德教育、技术保障和法制环境三个角度出发，为我们的物联网健康的发展创造一个良好的环境。

(物联网)物联网应用及无线传感器网络方案V

（物联网）物联网应用及无线传感器网络方案V

物联网应用 无线传感器网络方案2010-10-12

目录 一、物联网技术及其应用------------------------------------------------- - 4 - 1.1物联网的概念 --------------------------------------------------------- - 4 - 1.2物联网的应用领域----------------------------------------------------- - 6 - 1.3物联网的实现原理----------------------------------------------------- - 7 - 二、无线传感器网络(WSN) ----------------------------------------------- - 9 - 2.1无线传感器网络 ----------------------------------------------------- - 10 - 2.2无线传感器网络的特点 ---------------------------------------------- - 10 - 2.3无线传感器网络的架构 ---------------------------------------------- - 11 - 2.4基于WSN的云计算“信息中心”----------------------------------- - 12 - 2.5信息中心框架图 ----------------------------------------------------- - 13 - 2.6软件平台------------------------------------------------------------ - 14 - 2.6.1信息中心应用层 --------------------------------------------------- - 14 - 2.6.2信息中心基础层采集和处理数据----------------------------------- - 17 -

无线传感器网络的应用研究

1武警部队监控平台架构介绍与设计 1.1监控系统的系统结构 基站监控系统的结构组成如上图所示，主要由三个大的部分构成，分别是监控中心、监控站点、监控单元。整个系统从资金、功能以及方便维护性出发，我们采用了干点加节点方式的监控方法。 监控中心（SC）：SC的定义是指整个系统的中心枢纽点，控制整个分监控站，主要的功能是起管理作用和数据处理作用。一般只在市级包括（地、州）设置相应的监控中心，位置一般在武警部队的交换中心机房内或者指挥中心大楼内。 区域监控中心（SS）：又称分点监控站，主要是分散在各个更低等级的区县，主要功能是监控自己所负责辖区的所有基站。对于固话网络，区域监控中心的管辖范围为一个县/区；移动通信网络由于其组网不同于固话本地网，则相对弱化了这一级。区域监控中心SS的机房内的设备配置与SC的差不多，但是不同的是功能不同以及SS的等级低于SC,SS的功能主要是维护设备和监控。 监控单元（SU）：是整个监控系统中等级最低的单元了，它的功能就是监控并且起供电，传输等等作用，主要由SM和其他供电设备由若干监控模块、辅助设备构成。SU侧集成有无线传感网络微设备，比如定位设备或者光感，温感设备等等。 监控模块（SM）：SM是监控单元的组成部分之一，主要作用监控信息的采集功能以及传输，提供相应的通信接口，完成相关信息的上传于接收。

2监控系统的分级管理结构及监控中心功能 基站监控系统的组网分级如果从管理上来看，主要采用两级结构：CSC集中监控中心和现场监控单元。CSC主要设置在运营商的枢纽大楼，主要功能为数据处理，管理远程监控单元，对告警信息进行分类统计，可实现告警查询和存储的功能。一般管理员可以在CSC实现中心调度的功能，并将告警信息进行分发。而FSU一般针对具体的某一个基站，具体作用于如何采集数据参数并进行传输。CSC集中监控中心的需要对FSU采集的数据参数进行报表统计和分析，自动生产图表并为我们的客户提供直观，方便的可视化操作，为维护工作提供依据，维护管理者可以根据大量的分析数据和报表进行快速反应，以最快的速度发现网络的故障点和优先处理点，将人力资源使用在刀刃上。监控中心CSC系统的功能中，还有维护管理类，具体描述如下： 1）实时报警功能 该系统的报警功能是指发现机房里的各种故障后，通过声音，短信，主界面显示的方式及时的上报给操作者。当机房内的动力环境，空调，烟感，人体红外等等发生变量后，这些数据通过基站监控终端上传到BTS再到BSC。最后由数据库进行分类整理后存储到SQLSEVRER2000中。下面介绍主要的几种报警方式： 2)声音报警 基站发生告警后，系统采集后，会用声卡对不一样的告警类别发出对应的语音提示。比如：声音的设置有几种，主要是以鸣叫的长短来区分的。为便于引起现场维护人员的重视紧急告警可设置为长鸣，不重要的告警故障设置为短鸣。这样一来可以用声音区分故障的等级，比方某地市的中心交换机房内相关告警声音设置，它的开关电源柜当平均电流达到40AH的时候，提示声音设置为长鸣，并立即发生短信告警工单。如果在夜晚机房无人值守的情况下：

红外线报警器方案电路课设

燕山大学 课程设计说明书 题目红外线报警器的设计 学院<系）理学院 年级专业：09级电子科学与技术2班学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：讲师

燕山大学课程设计<论文）任务书 院<系）：理学院基层教案单位： 09 电子信息科学与技术 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教案单位、系部各一份。 年月日

燕山大学课程设计评审意见表

红外线报警器的设计 摘要：本文介绍了红外发射和红外接收的工作原理及其特点，提出了 一种红外线接收发的简单应用电路，并基于AT89C51单片机设计了一个简单的红外遥控报警电路。用红外线做信号载波具有成本低、传播范围和方向可以控制、不产生电磁辐射干扰和被干扰等诸多优点，因此被广泛地应用在各个技术领域中。 关键词：红外线报警器，AT89C51单片机，红外发射电路，显示电路，报警电路 Infrared alarm design Abstract: This paper introduces the infrared emission and infrared receiving work principle and features, and put forward a kind of infrared receiver hair of simple application circuit, and based on AT89C51 design a simple infrared remote alarm circuit. With infrared signal carrier with lower cost and scope and direction can control the spread, do not produce the electromagnetic radiated interference and interfered with, and many other advantages, so is widely used in the various technology areas. Key words:Infrared alarm, AT89C51 microcontroller, infrared transmitter circuit, display circuit, the alarm circuit 一、实验目的： 1．了解红外先报警器的组成及原理 2．了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。 3．进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 4．熟悉红外线报警器的设计与制作. 二、实验任务： 1．设计红外发射电路。 2．设计显示电路。 3.设计报警电路。 4．单片机程序设计。 5.硬件电路的布线与焊接。

物联网互联网和安全

物联网互联网和安全 互联网（英语：internet），又称网际网络，或音译因特网(Internet)、英特网，是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。通常internet泛指互联网，而Internet则特指因特网。这种将计算机网络互相联接在一起的方法可称作“网络互联”，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络结构。互联网并不等同万维网，万维网只是一建基于超文本相互链接而成的全球性系统，且是互联网所能提供的服务其中之一。 “互联网”指的是全球性的信息系统，是能够相互交流，相互沟通，相互参与的互动平台。因此互联网安全问题，应该象每家每户的防火防盗问题一样，做到防范于未然。甚至不会想到你自己也会成为目标的时候，威胁就已经出现了，一旦发生，常常措手不及，造成极大的损失 网络攻击 （1）主动攻击：包含攻击者访问所需要信息的故意行为。 （2）被动攻击。主要是收集信息而不是进行访问，数据的合法用户对这种活动一点也不会觉察到。 被动攻击包括： 1、窃听。包括键击记录、网络监听、非法访问数据、获取密码文件。 2、欺骗。包括获取口令、恶意代码、网络欺骗。 3、拒绝服务。包括导致异常型、资源耗尽型、欺骗型。 4、数据驱动攻击：包括缓冲区溢出、格式化字符串攻击、输入验证攻击、同步漏洞攻击、信任漏洞攻击。 病毒木马 木马病毒一般都是在下载安装一些不安全的软件和浏览一些不安全的网站的时候侵入到电脑中的，建议您不要浏览不安全的网网站和不要安装不安全的软件。 伪基站

伪基站”即假基站。设备是一种高科技仪器，一般由主机和笔记本电脑组成，通过短信群发器、短信发信机等相关设备能够搜取以其为中心、一定半径范围内的手机卡信息，通过伪装成运营商的基站，任意冒用他人手机号码强行向用户手机发送诈骗、广告推销等短信息。[5] APT攻击 APT（Advanced Persistent Threat）--------高级持续性威胁。利用先进的攻击手段对特定目标进行长期持续性网络攻击的攻击形式。APT攻击的原理相对于其他攻击形式更为高级和先进，其高级性主要体现在APT在发动攻击之前需要对攻击对象的业务流程和目标系统进行精确的收集。在此收集的过程中，此攻击会主动挖掘被攻击对象受信系统和应用程序的漏洞，利用这些漏洞组建攻击者所需的网络，并利用0day漏洞进行攻击。[6] 无线网络 随着移动设备的爆炸式增长，2011年各种笔记本电脑、上网本、智能手机、平板电脑都将快速融入人们的日常生活。而例如咖啡厅、宾馆等公共场所所提供的无线网络安全问题，也会成为关注焦点。黑客可以很轻易的通过公共无线网络侵入个人移动设备，获取隐私信息等。技术手段 物理措施：例如，保护网络关键设备(如交换机、大型计算机等)，制定严格的网络安全规章制度，采取防辐射、防火以及安装不间断电源（UPS）等措施。 访问控制：对用户访问网络资源的权限进行严格的认证和控制。例如，进行用户身份认证，对口令加密、更新和鉴别，设置用户访问目录和文件的权限，控制网络设备配置的权限，等等。 数据加密：加密是保护数据安全的重要手段。加密的作用是保障信息被人截获后不能读懂其含义。防止计算机网络病毒，安装网络防病毒系统。 其他措施：其他措施包括信息过滤、容错、数据镜像、数据备份和审计等。围绕网络安全问题提出了许多解决办法，例如数据加密技术和防火墙技术等。数据加密是对网络中传输的数据进行加密，到达目的地后再解密还原为原始数据，目的是防止非法用户截获后盗用信息。防火墙技术是通过对网络的隔离和限制访问等方法来控制网络的访问权限，从而保护网络资源。其他安全技术包括密钥管理、数字签名、认证技术、智能卡技术和访问控制等等。 [8]

红外线防盗报警器电路原理图

红外线防盗报警器电路原理图 该红外线防盗报警器的特点是，当有人经过防盗物的主要通道、靠近防盗物或破门而入时，即能发出较洪亮的报警声，并延长一段时间才会停止。如果盗贼仍然在此位置左右移动，则报警声仍然持续发出。 工作原理 红外线防盗报警器电路原理图如图1所示。红外线发射器由IC2（NE555）、R1、R2、C3等元件组成振荡频率为40kHz的多谐振荡器。VLS是红外线发射探头，其40kHz高频信号由它向外辐射，形成红外线光束。VDL是红外线接收探头，它与IC3 (C X20106A)组成红外线接收、整形和放大电路，放大后的红外线信号变成电脉冲信号。IC4及其外围元器件组成报警执行电路，一旦其2脚为低电平，电路立即翻转，信号输出端3脚立即转为高电平输出，同时具有延时功能。平时，VDL接收到VDL辐射的红外光束。红外线接收专用前置放大集成电路（它的特点是灵敏度高、不用电感谐振线圈）IC3的信号输出端7脚为低电平，VT1呈截止状态，IC4的2脚为高电平，3脚为低电平输出，因此后续电路均不会工作，无报警声发出。当有人经过防盗物的主要通道、进人房门或靠近防盗物时，挡了一下红外光线，在挡住的

瞬间，IC3的7脚立即转为高电平，从而使VTl饱和导通，2脚立即为低电平，故IC4翻转，3脚为高电平，K得电吸合，接通模拟声报警专用集成电路IC5的电源，扬声器BL就发出响亮的警报声。与此同时，IC4进人延时阶段，约经过2nun（计算公式为t=1．1RgC8）时间后，IC4置位，使3脚又转为低电平，报警声停止。如果这时红外线又被挡住，电路会再次工作。 元器件选择 IC1选用CW7806或LM7806集成电路；I C2，IC4均选用555时基集成电路； IC3选用CX20106或KA2184集成电路；I C5选用KD -9561四声模拟声集成电路。 VT1选用3DG12或9013型硅晶体管；VT2选用8050型NPN晶体管，要求电流放大系数β>1 000

物联网与网络安全技术调研分析方案

宁波大红鹰学院 物联网与网络安全技术调研报告 调研报告名称：物联网与网络安全技术调研报告 调研单位名称：大红鹰学院软件学院 调研成员名单：夏梦丝 调研日期：2018.6.27 二○一一年 6 月 27 日 摘要:物联网是计算机、互联网与移动通信网等相关技术的演进和延伸，其核心共性技术、网络与信息安全技术以及关键应用是物联网的主要研究内容。物联网感知节点大都部署在无人监控环境，并且由于物联网是在现有的网络基础上扩展了感知网络和应用平台，传统网络安全措施不足以提供可靠的安全保障。物联网技术已经引起国内学术界、工业界和新闻媒体的高度重视,当前物联网的定义、内在原理、体系结构和系统模型等方面还存在许多值得探讨的问题,通过对现有物联网技术文献和应用实例的分析,探讨了物联网与下一代网、网络化物理系统和无线传感器网络的关系。提出了物联网的服务类型和结点分类,设计了基于无源、有源和互联网结点的物联网的体系结构和系统模型。在总结物联网特征基础上,对物联网的研究提出了建议。 关键词:物联网、物联网概念、物联网技术、网络安全、应用案例

一、物联网相关概念 1、基本定义 基本内涵 物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。 英文名： Internet of Things

2013秋川大无线传感器网络及应用第一二次作业答案

《无线传感器网络及应用》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共11个小题，每小题2.5 分，共27.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下面哪种协议不属于路由协议（ C ）。 A.地理位置路由协议 B.能量感知路由协议 C.基于跳数的路由协议 D.可靠的路由协议 2.ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（ D ）。 A.40Kbps B.20Kbps C.256 Kbps D.250kbps 3.传感器节点（ D ）范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。 A.视线 B.跳数 C.网络 D.通信半径 4.TinyOS是一个开源的（ D ）操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发， 主要应用于无线传感器网络方面。 A.桌面 B.后台 C.批处理 D.嵌入式 https://www.wendangku.net/doc/824452958.html,N技术使用了哪种介质（ A ）。 A.无线电波 B.双绞线 C.光波 D.沙狼 6.传感器节点消耗能量主要消耗在（ A ）上。 A.无线通信模块 B.处理器模块 C.传感器模块 D.管理模块 7.传感器最早起于二十世纪（ B ）年代。 A.60年代 B.70年代 C.80年代 D.90年代 8.定向扩散（Directed Diffusion，DD）路由协议是一种（ B ）机制。 A.能量感知路 B.基于查询的路由

C.地理位置路由 D.可靠的路由 9.传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应 选择在其它方向上灵敏度（）的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越（）越好。 A A.小；小 B.小；大 C.高；高 D.高；底 10.传感器的频率响应越（），则可测的信号频率范围就越（）。C A.小；高 B.大；宽 C.高；宽 D.大；高 11.传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持 定值。传感器的线性范围越（），则它的量程就越（），并且能保证一定的测量精度。D A.小；宽 B.小；高 C.高；大 D.宽；大 二、多项选择题。本大题共29个小题，每小题2.5 分，共72.5分。在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。 1.根据节点数目的多少，传感器网络的结构可以分为（AD）。 A.平面结构 B.网络结构 C.星形结构 D.分级结构 2.传感器节点消耗能量的模块包括（ACD）。 A.传感器模块 B.存储模块 C.处理器模块 D.无线通信模块 3.下面哪些属于数据融合的方法（ABD）。 A.模糊逻辑法 B.神经网络方法 C.优选法 D.综合平均法 4.目前人们采用的节能策略主要有（AC）。 A.休眠机制 B.定时发送机制 C.数据融合机制

2020年物联网网络架构及安全性

( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年物联网网络架构及安全 性 Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

2020年物联网网络架构及安全性 一、物联网概念绪论 目前，世界各国已经开始重视物联网的建设，并做了大量的技术研发和实际应用工作，我国将物联网的发展列为信息产业发展的下一个战略高点。物联网的网络架构和安全体系对物联网的安全使用和可持续发展起着至关重要的作用。本文对物联网分层结构进行分析，从架构特点探讨其潜在的信息安全问题，希望对于我国今后的物联网的建设，提供一定的参考依据 1.1物联网概念 物联网概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，但一直以来业界并没有明确统一的定义。早期的物联网是指依托射频识别(RFID)技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。2010年，由中国工程院牵头组织学术界和产业

界众多专家学者召开了多次会议，对物联网概念、体系架构以及相关内涵和外延进行研究讨论，统一了对物联网的认识。 现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术，包括传感器、RFID、二维码、多媒体采集技术等。 二、物联网网络架构 目前，我国物联网网络架构分为感知层、网络层和应用层。 2.1感知层 相当于物理接触层，技术上由识别芯片(RFID)、传感器、智能芯片等构成，感知范围可以是单独存在的物体，一个特定区域的物体，或是某行业划分下特定一类物品及一个物体不同位置等，主要实现智能感知功能，包括信息采集、捕获、物体识别等，其关键技术包括RFID、传感器、自组织网络、短距离无线通信等。 2.2网络层