西安欧亚学院本科毕业论文（设计）

1 绪论

1.1 技术背景

1999年美国麻省理工学院（MIT）提出物联网概念，10余年间物联网在世界范围内越来越受到关注。在国内，随着政府对物联网产业关注和支持力度的显著提高，物联网已呈现出一种从产业愿景走向现实应用的趋势。但是大家一直以来对物联网的概念没有一个准确而固定的定义，以及一些利益相关方各自对这一概念进行基于自身利益的解读，使得大家对物联网这一概念的内涵和外延认识明确。一般大家认为，物联网就是通过射频信息传感设备，按照约定的协议实现人与人、人与物、物与物之间进行全面互联的网络，主要特征是通过射频识别、传感器等方式采集物理世界的各种信息，结合互联网络、移动通信网络等进行信息的传送与交换，采用智能计算技术对所采集信息进行分析处理，提高对物质世界的感知能力，从而实现智能化的决策和控制。

1.2 选题意义

安防物联网就是物联网和安防应用相结合而产生的，它将给安防领域带来新的应用价值，他的终端产品具有智能化和集成等特征，能够与多种传感器相连接，并通过互联网络报警传输图像和信息，同时也有一个网络平台的监控和报警功能。根据行业的特点，网络安全产品还要求其小体积、集监控、制造成本很低、图像分析、前端存储、智能处理、主动报警和警笛讯响等多种功能于一体，可连接多个传感器，可以脱离电脑主机单独进行运行。从这个概念看，已人们被广泛应用的室内入侵自动报警系统是物联网在安防领域的初步应用，目前安防行业已经在朝着物联网方向发展，具有率先广泛应用的基础和必然优势。由此可见，加快安防物联网应用建设，不但是提升安全防范水平有效的技术手段，而且也是提升社会信息化水平的重要杠杆，对推动物联网在其他行业应用有巨大的示范作用，对经济发展和社会生活都将产生深远影响。

国家工信部在《物联网“十二五”发展规划》中指出：物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。

1.3 课题设计思路

通过相关资料，了解基于ARM的RTC模块开发、人机交互接口、LCD真彩屏的原理。基于ARM实验板进行设计开发，利用IAR开发软件对各个模块进行程序编写和调试，确认程序调试无误后，先将PC机与ARM实验板进行串口联接，进行收/发通信调试，最后再将各个部分整理综合起来调试整个安防系统。

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1.4 整体结构

通过外部无线模块的物理探测，将采集的数据信息传递到目标开发板LPC1768中，在目标板上进行数据处理并显示结果。

目标板 PC机 J-Link ARM (LPC1768) LCD

显示 图1-1 整体结构图2

外部信息采集

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2 LPC1768芯片介绍

2.1 LPC1768简介

LPC1768是NXP公司推出的基于ARMCortex-M3内核的微控制器LPC17XX系列中的一员。LPC17XX系列Cortex-M3微处理器用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用。LPC1700系列微控制器的操作频率可达100MHz（新推出的LPC1769和LPC1759可达120MHz）。ARMCortex-M3CPU具有3级流水线和哈佛结构[1]。LPC17XX系列微控制器的外设组件包含高达512KB的flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个IIC接口、2输入和2输出的IIS接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6输出的通用PWM、带有独立电池供电的超低功耗RTC和多大70个的通用IO管脚[1]。

2.2 技术特性

? 64KB片内SRAM。

? 32KB可供高性能CPU通过本地代码/数据总线访问。

? 2个静态存储器模块、带独立访问路径、可以进行吞吐量更高的操作，静态

存储器可用做Ethernet、通用串行总线、DMA 存储器，以及通用指令与Data storage。

? 以太网串行EEPROM中的物理地址带简化媒体独立接口和相关的直接存储

器。

? USB2.0全速从机/主机/OTG控制器，带有用于从机、主机功能的片内PHY

和相关的控制器。

? 4个异步串行通信、全部的UART都支持IrDA[2]。 ? CAN控制器，带有2 个通道。

? 2个SSP控制器，带有FIFO，可按多种协议进行通信。其中一个可选择用于

SPI，并且和SPI公用中断。SSP接口可以与GPDMA控制器一起使用[3]。 ? IIS接口可与GPDMA一起使用。IIS接口支持3线数据发送和接收或4线组

合发送和接收连接，以及主机时钟输入输出[3]。

? 4个通用定时/计数器，共有8个捕获输入和10个比较输出。每个定时器都

有一个外部计数输入。

? 一个电机控制PWM，支持三相的电机控制。

? 通过片内PLL，没有高频晶振，CPU页可以以最高频率运转。 ? 第二个专用的PLL可用于USB接口，以允许增加主PLL的灵活性。

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? 100MHz的工作频率。

? 嵌套向量中断控制器，可快速确定中断。

? 四种节能模式：睡眠模式、深度睡眠模式、关机模式，和深度省电模式。 ? 唤醒中断控制器支持超低漏电保持模式，并针对关键事件提供瞬时完全活动

模式。

2.3 LPC1768的结构功能介绍

LPC1768芯片包含一个支持仿真的Cortex-M3CPU，片内存储器控制器接口的Cortex-M3局部总线，中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的外设总线（VPB，ARM AMBA总线的兼容超集）LPC1768将Cortex-M3处理器配置为小端（little-endian）字节顺序[4]。

AHB外设分配了2M字节的地址范围，它位于4G字节ARM存储器空间的最顶端。每个AHB外设都分配了16kb字节的地址空间。LPC1768的外设功能（中断控制器除外）都连接到VPB总线。AHB到VPB的桥将VPB总线与AHB总线相连。VPB外设也分配了2M字节的地址范围，从3.5GB地址点开始。每个VPB外设在VPB地址空间内都分配了16k字节地址空间。

Cortex-M3处理器专为控制极低动态功耗和漏电而设计。类似于所有Cortex-M部分处理器，Cortex-M3处理器也利用ARM180ULL电源管理工具包（PMK）和标准单元库来支持超低功耗休眠实现。这款处理器与集成唤醒中断控制器（WIC）相结合，支持迅速将内核置为超低漏电状态保持模式，并可在发生关键事件时以近乎瞬时的响应速度返回完全活跃模式[5]。

这些技术的整合便产生了超低功耗的32位处理器，其性能效率和响应能力可最大限度地减少活动持续时间，在利用ARM物理IP实现时，可在活跃和休眠状态下实现更低功耗。

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