新型自动拍照智能防盗系统的设计

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
引言   目前市场上的防盗器大致可分为报警式和微机监控式类。报警式防盗系统价格便宜、结构简单,但其功能只是单纯的报警,盗贼还是可以逃之夭夭,系统无法留下有效的法律证据,正是由于它的这种失效性阻碍了其市场的拓展。另一种是微机监控式,这种装置比较先进,但其成本高,必须在220V电压支持下方能工作,且需要有一定技术的人员来操纵。   本系统主要结合这两种装置的弊端,应用红外线技术及单片机原理,将照相机应用到了防盗系统中,具有经济、科学、高效等特点,尤其适用于农村畜牧防盗。   红外线具有一定的穿透性,而且地球大气层对红外辐射的吸收具有明显的选择性,其中1~2.5μm、3~5μm、8~14μm三个大气窗口在红外技术中特别重要,应根据红外线的工作波长选择合适的红外辐射源、接收器,以及工作距离。   LPC900系列单片机是一个基于80C51内核的高速、低功耗Flash单片机,主要集成了I2C总线、SPI接口、UART通信接口、实时时钟、EEPROM、A/D转换器、IPS/IAP在线编程和远程方式等一系列有特色的功能部件。P89LPC932是该系列当中的一款,采用了高性能的处理器结构,指令执行时间只需2~4个时钟周期,集成了许多系统级的功能,可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本,适合于许多要求高集成度、低成本的场合,可以满足多方面的性能要求,在本系统中用来执行控制功能。 系统的组成   智能防盗系统是以红外发光二极管作为信号源,以光敏三极管作为红外接收装置,采用透镜聚光技术提高系统的灵敏度和抗干扰能力,在信号处理过程中采用模拟电子电路对信号进行放大,为了要排除其他小动物经过时导致误报拍照现象,采用单片机作为控制机,集中的对信号进行采集、处理和控制,能有效地排除干扰,提高了系统的精度。同时为防止系统本身被破坏,在设计时也配带了报警器和电灯的驱动电路,从而使该报警器结构更加合理,功能更加完善,系统结构框图如图1所示。 [b] 系统工作原理 [/b]  本装置是利用光电转换原理,把电信号转换成光信号,将电信号转换成光信号的核心器件是三只红外发光二极管,在其两端加上固定电压产生连续的光信号。红外接收装置采用光敏三极管来实现,从而又能够把红外发光二极管所发出的红外光转换成电信号,但由于此时的电信号较弱,不足以驱动电路及负载正常工作,故采用模拟放大电路对信号进行放大处理,使其能够保证后面的电路及负载正常工作。   由于红外线发射装置和红外线接收装置的有效作用距离有限,所以必须尽量减少光源能量的损失,为使发光二极管的光源能量能最大限度地被光敏三极管接收,采用透镜聚光技术来实现,使其作用距离可达到8~9m,甚至更远,同时采用专用电路解决了小动物经过时导致系统误拍、误报现象的发生。人是引起该系统自动拍照报警的直接原因,当至少有两束光线被阻挡时,系统才报警,有效地排除其他小动物的干扰,提高了系统精度。系统在检测到异常情况时,发出报警,同时触发照相机拍照。该装置同时设有自定义功能扩展接口,可设置电话自动拨打110,或设置家里所有的灯都打开等功能。系统电路原理图如图2所示,系统工作原理图如图3所示。 软件设计   系统的软件设计主要是单片机程序设计,在科学计算中采用高级语言,在实时控制中采用汇编语言。单片机常用于实时控制,而自动控制常是实时控制,本系统就是利用单片机的实时控制功能,对现场进行实时监测,对照相机、报警器等装置进行实时控制。   其中单片机程序设计要完成数据的采集,系统的自检测、自校准功能及信号的采集等,并确定是否进行拍照和报警等。   采用PL/M-96语言编程,它的特点是同时兼有高级语言和汇编语言的优点,可以直接利用CPU的硬件特性进行程序设计。PL/M-96语言程序设计块可读性好,可靠性高,代码转换质量高,单片机程序设计框图如图4所示。 [b]结束语 [/b]  本系统成功地把照相机引入到了防盗系统中,自行研制、开发、设计了系统专用电路,实现了三选二报警,排除了其他动物干扰,集单片机,数字电子电路和模拟电子电路技术功能于一体,同时应用红外线技术和照相机原理,使系统具有价格低、结构简单和实用性强等特点。 系统耗电量低,在十几伏的电压下即可正常工作,无须照明电路支持,温度变化对系统影响小,尤其实用于北方温差大的地方。 参考文献 1 张洪润等.单片机应用技术教程. 清华大学出版社 2 周立功. LPC900系列Flash单片机应用技术 3 童诗白.模拟电子技术.高等教育出版社 4 阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社 5 皮艺军.犯罪学研究论要.中国政法大学出版社 6 Intel.Microcontroller-Handbook.1999
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