【摘要】：室內(nèi)保險箱是一種應(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。雖然保險箱本身的鎖控系統(tǒng)很堅固，箱體材料也不斷升級，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，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。為徹底解決此問題，必須研制一種“室內(nèi)GPS電子鎖控保險箱”，以便充分發(fā)揮來源于衛(wèi)星的GPS定位信息不易被復(fù)制的優(yōu)勢，使得處于室內(nèi)的保險箱也能接收到定位數(shù)據(jù)，達(dá)到用“無形鑰匙”直接控制電子密碼鎖的“有形鎖頭”的目的，保證室內(nèi)保險箱只能在指定地點(diǎn)開啟，確保安全。 本裝置針對室內(nèi)無法正常接收到GPS衛(wèi)星信號的情況和在非預(yù)設(shè)開鎖區(qū)域接收不到GPS衛(wèi)星信號的情況，采用“雙天線”設(shè)計思想，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)勢融合起來，研制出“室內(nèi)GPS電子鎖控保險箱”，使得電子鎖控保險箱在室內(nèi)和室外均能獲取GPS位置數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)保險箱存放地點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，根據(jù)不同的比對結(jié)果，由微控制器對保險箱的電子密碼鎖發(fā)出相應(yīng)指令。 本文研究分析了傳統(tǒng)的室用保險箱存在的安全隱患和弊端，闡述了設(shè)計和研制室內(nèi)GPS電子鎖控保險箱系統(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)計及其他模塊外圍電路設(shè)計；詳細(xì)描述了系統(tǒng)軟件設(shè)計，包括GPS任務(wù)、無線數(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)試過程，分別對本系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試分析。 本文采用“雙天線”設(shè)計思想，能有效解決室內(nèi)無法正常接收到GPS衛(wèi)星信號的問題和在非預(yù)設(shè)開鎖區(qū)域接收不到GPS衛(wèi)星信號的問題，研制出“室內(nèi)GPS電子鎖控保險箱”樣品，通過對樣品進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試、功能測試及環(huán)境適應(yīng)性測試等結(jié)果表明，該室內(nèi)GPS電子鎖控保險箱成功實(shí)現(xiàn)了只能在預(yù)設(shè)區(qū)域開啟、異常報警及自動鎖死等功能，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)計思想和用“無形鑰匙”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)測系統(tǒng)統(tǒng)中的第二個重要部分--地面監(jiān)測系統(tǒng)主要由 1 個主控站、3 個部分構(gòu)成。主控站位于美國 Colorado—CO（科勒拉多州）的法是以各監(jiān)控站觀測到的 GPS 數(shù)據(jù)為依據(jù)，準(zhǔn)確計算出衛(wèi)星星歷并通過注入站將 GPS 數(shù)據(jù)注入衛(wèi)星；同時，它還向衛(wèi)星發(fā)布控出現(xiàn)故障時，隨時調(diào)用備用衛(wèi)星替換掉失效的工作衛(wèi)星；監(jiān)測站和衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)檢測，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，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)的時間；監(jiān)測衛(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)，存儲于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)存儲器中，

這就是本設(shè)計的核心思想。該室內(nèi) GPS 電子鎖控保險箱系統(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)計方案本裝置主要由 GPS 信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)和保險箱衛(wèi)星鎖控系統(tǒng)兩部分組成，其中 GPS 信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)由 GPS 模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、控制器和備用電源等組成；保險箱電子鎖控系統(tǒng)由 GPS 模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、電子鎖控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、存儲器、報警系統(tǒng)和主控板等組成。工作原理如下：當(dāng)室用保險箱的主控板能接收到有效 GPS 衛(wèi)星信號時，主控板將當(dāng)前定位信息與預(yù)設(shè)位置信息比對，如在有效區(qū)域內(nèi)，保險箱允許被開啟；反之，保險箱自動鎖死且進(jìn)行語音報警。當(dāng)主控板接收不到衛(wèi)星信號時，利用無線數(shù)傳模塊與 GPS信號轉(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 信號轉(zhuǎn)發(fā)器都接收不到信號時，保險箱自動鎖死且進(jìn)行語音報警。保險箱具有在室內(nèi)預(yù)設(shè)區(qū)域開啟、異常報警、自動鎖死等功能。該 GPS 電子鎖控保險箱還具有備用電源，當(dāng)保險箱平時正常工作時，，使用室內(nèi)直流電源；當(dāng)保險箱發(fā)生異常情況，無法連接室內(nèi)直流電源時，將采用備用電源，有效保證系統(tǒng)繼續(xù)正常工作 3 小時以上。保險箱系統(tǒng)方案如圖 3.2 所示。GPS 信號轉(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TN96.1;TP368.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2537896