【摘要】：室內(nèi)保險(xiǎn)箱是一種應(yīng)用范圍很廣且具有保存貴重物品和防盜等功能的特殊容器。雖然保險(xiǎn)箱本身的鎖控系統(tǒng)很堅(jiān)固，箱體材料也不斷升級(jí)，但由于箱體體積不是很大，易被盜走，當(dāng)箱體被整體運(yùn)離時(shí)，自身防盜功能形同虛設(shè)，致使整體防盜水平受限，造成損失。為徹底解決此問(wèn)題，必須研制一種“室內(nèi)GPS電子鎖控保險(xiǎn)箱”，以便充分發(fā)揮來(lái)源于衛(wèi)星的GPS定位信息不易被復(fù)制的優(yōu)勢(shì)，使得處于室內(nèi)的保險(xiǎn)箱也能接收到定位數(shù)據(jù)，達(dá)到用“無(wú)形鑰匙”直接控制電子密碼鎖的“有形鎖頭”的目的，保證室內(nèi)保險(xiǎn)箱只能在指定地點(diǎn)開(kāi)啟，確保安全。 本裝置針對(duì)室內(nèi)無(wú)法正常接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)的情況和在非預(yù)設(shè)開(kāi)鎖區(qū)域接收不到GPS衛(wèi)星信號(hào)的情況，采用“雙天線”設(shè)計(jì)思想，并將GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、嵌入式微控制器及電子密碼鎖等現(xiàn)代電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)融合起來(lái)，研制出“室內(nèi)GPS電子鎖控保險(xiǎn)箱”，使得電子鎖控保險(xiǎn)箱在室內(nèi)和室外均能獲取GPS位置數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)保險(xiǎn)箱存放地點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)不同的比對(duì)結(jié)果，由微控制器對(duì)保險(xiǎn)箱的電子密碼鎖發(fā)出相應(yīng)指令。 本文研究分析了傳統(tǒng)的室用保險(xiǎn)箱存在的安全隱患和弊端，闡述了設(shè)計(jì)和研制室內(nèi)GPS電子鎖控保險(xiǎn)箱系統(tǒng)的必要性及實(shí)際意義；介紹了與課題相關(guān)的若干主要技術(shù)；詳細(xì)論述了以STM32芯片為控制核心的硬件電路設(shè)計(jì)及其他模塊外圍電路設(shè)計(jì)；詳細(xì)描述了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括GPS任務(wù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)及主程序等任務(wù)，并給出了工作流程圖；分析了系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程，分別對(duì)本系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試分析。 本文采用“雙天線”設(shè)計(jì)思想，能有效解決室內(nèi)無(wú)法正常接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)的問(wèn)題和在非預(yù)設(shè)開(kāi)鎖區(qū)域接收不到GPS衛(wèi)星信號(hào)的問(wèn)題，研制出“室內(nèi)GPS電子鎖控保險(xiǎn)箱”樣品，通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試、功能測(cè)試及環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試等結(jié)果表明，該室內(nèi)GPS電子鎖控保險(xiǎn)箱成功實(shí)現(xiàn)了只能在預(yù)設(shè)區(qū)域開(kāi)啟、異常報(bào)警及自動(dòng)鎖死等功能，系統(tǒng)正常工作溫度在-20℃～60℃范圍內(nèi)，滿足了預(yù)期要求，進(jìn)一步驗(yàn)證了“雙天線”設(shè)計(jì)思想和用“無(wú)形鑰匙”直接控制“有形鎖頭”的研究思路是正確的、可行的、值得繼續(xù)深入研究的。論文最后對(duì)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了展望。
【圖文】：

圖 2.1 GPS 空間部分面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)中的第二個(gè)重要部分--地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由 1 個(gè)主控站、3 個(gè)部分構(gòu)成。主控站位于美國(guó) Colorado—CO（科勒拉多州）的法是以各監(jiān)控站觀測(cè)到的 GPS 數(shù)據(jù)為依據(jù)，準(zhǔn)確計(jì)算出衛(wèi)星星歷并通過(guò)注入站將 GPS 數(shù)據(jù)注入衛(wèi)星；同時(shí)，它還向衛(wèi)星發(fā)布控出現(xiàn)故障時(shí)，隨時(shí)調(diào)用備用衛(wèi)星替換掉失效的工作衛(wèi)星；監(jiān)測(cè)站和衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到主控站。注入站的作衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等數(shù)據(jù)注入衛(wèi)星中，GPS 系統(tǒng)中的進(jìn)行一次數(shù)據(jù)注入，當(dāng)工作衛(wèi)星運(yùn)行至注入站工作范圍之外時(shí)，該系統(tǒng)的另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星統(tǒng)一到 GPS 時(shí)間系統(tǒng)的的功能是：間標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，即 GPS 系統(tǒng)的時(shí)間；監(jiān)測(cè)衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)和衛(wèi)星星歷參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況完成控制別向每顆衛(wèi)星注入衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，

這就是本設(shè)計(jì)的核心思想。該室內(nèi) GPS 電子鎖控保險(xiǎn)箱系統(tǒng)整體框圖如圖 3.1所示。圖 3.1 系統(tǒng)整體框圖3.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本裝置主要由 GPS 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)和保險(xiǎn)箱衛(wèi)星鎖控系統(tǒng)兩部分組成，其中 GPS 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)由 GPS 模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、控制器和備用電源等組成；保險(xiǎn)箱電子鎖控系統(tǒng)由 GPS 模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、電子鎖控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、報(bào)警系統(tǒng)和主控板等組成。工作原理如下：當(dāng)室用保險(xiǎn)箱的主控板能接收到有效 GPS 衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，主控板將當(dāng)前定位信息與預(yù)設(shè)位置信息比對(duì)，如在有效區(qū)域內(nèi)，保險(xiǎn)箱允許被開(kāi)啟；反之，保險(xiǎn)箱自動(dòng)鎖死且進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。當(dāng)主控板接收不到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，利用無(wú)線數(shù)傳模塊與 GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行加密通訊，獲得可用的有效 GPS 定位信息。當(dāng)主控板和 GPS 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器都接收不到信號(hào)時(shí)，保險(xiǎn)箱自動(dòng)鎖死且進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。保險(xiǎn)箱具有在室內(nèi)預(yù)設(shè)區(qū)域開(kāi)啟、異常報(bào)警、自動(dòng)鎖死等功能。該 GPS 電子鎖控保險(xiǎn)箱還具有備用電源，當(dāng)保險(xiǎn)箱平時(shí)正常工作時(shí)，，使用室內(nèi)直流電源；當(dāng)保險(xiǎn)箱發(fā)生異常情況，無(wú)法連接室內(nèi)直流電源時(shí)，將采用備用電源，有效保證系統(tǒng)繼續(xù)正常工作 3 小時(shí)以上。保險(xiǎn)箱系統(tǒng)方案如圖 3.2 所示。GPS 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)方案如圖 3.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TN96.1;TP368.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2537896