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      無人值守車庫圖像報警器設(shè)計

      2019-01-08 08:37:44錢玉峰
      關(guān)鍵詞:圖像采集無線傳輸

      錢玉峰

      摘要:無人值守車庫圖像報警器以ARM核芯片為處理器,利用了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件運(yùn)行的核心載體,以紅外攝像頭做為圖像采集元件,來接收車庫報警信號,達(dá)到了車庫監(jiān)控報警的目的。

      關(guān)鍵詞:車庫報警器;圖像采集;無線傳輸

      中圖分類號:TP77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2019)10-0158-02

      1 設(shè)計背景

      隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對汽車的需求日益增加,私家車越來越多。汽車的停放和停放的安全性問題也越來越突出。目前國內(nèi)新建的住宅小區(qū)大多都有車庫,但車庫的防盜性能卻不容樂觀。目前市場上的車庫報警器其中一部分是依靠報警聲音的辦法來警示,這樣不具備現(xiàn)場采集的功能,另外一部分產(chǎn)品采用GSM方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,成本太高,所以設(shè)計一套能夠現(xiàn)場采集、經(jīng)濟(jì)實用、安全可靠、成本低廉的家用車庫防盜裝置器系統(tǒng),將會產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

      2 系統(tǒng)功能分析

      無人值守車庫報警器系統(tǒng)整體框架結(jié)構(gòu),監(jiān)控器平時處于監(jiān)控狀態(tài),當(dāng)車庫有竊賊進(jìn)入時,監(jiān)控器一方面立即啟動高音報警音,另一方面會同時拍照和發(fā)無線報警信號給專用搖控器,帶著專用搖控器的主人接收到此信號后就知道有竊賊進(jìn)入,實現(xiàn)了實時報警功能。

      具體說來,無人值守車庫報警器有如下功能:(1)整個報警器系統(tǒng)有兩部分組成:監(jiān)控器和用戶隨身所帶的專用遙控器。(2)按一下遙控器開機(jī)布防鍵,監(jiān)控器就進(jìn)入防盜狀態(tài),如果有竊賊進(jìn)入車庫,傳感器會將信號傳給監(jiān)控器的核心單片機(jī),單片機(jī)通過無線技術(shù)傳輸?shù)接脩綦S身所帶的專用遙控器,遙控器振動并發(fā)音提示用戶,實現(xiàn)實時監(jiān)控。(3)單片機(jī)收到傳感器信號后啟動紅外數(shù)字?jǐn)z像頭,系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的圖像采集,并實時保存到CF卡或SD卡中,長期保存證據(jù),方便查詢。(4)拍攝的同時監(jiān)控器會發(fā)出120DB的報警聲,以嚇跑小偷或招來保安。(5)采用紅外拍攝技術(shù),無需閃光燈,即使在黑暗的夜晚也能拍出清晰的照片,適應(yīng)現(xiàn)代安防的需要。(6)系統(tǒng)實時圖像采集,無線報警,采用存儲卡而非大容量存儲介質(zhì),所以成本更低,是各種車輛、家庭、商場、辦公室、庭院和沿街店面等場所的理想防盜設(shè)施,也是現(xiàn)代家庭、商店、企事業(yè)單位、出差入住旅館的必備防盜產(chǎn)品。

      DRF系列ZigBee模塊是基于TI公司CC2530F256芯片,運(yùn)行ZigBee2007/PRO協(xié)議的ZigBee模塊,它具有ZigBee協(xié)議的全部特點(diǎn),這有區(qū)別于其它種類的ZigBee模塊。自動組網(wǎng),上電即用是DRF系列ZigBee模塊的主要特點(diǎn),上電即用的ZigBee模塊,用戶不需要了解復(fù)雜的ZigBee協(xié)議,所有的ZigBee協(xié)議的處理部分,在ZigBee模塊內(nèi)部自動完成,用戶只需要通過串口傳輸數(shù)據(jù)即可,是目前市場上應(yīng)用ZigBee最簡單的方式。在開闊地帶的傳距離可達(dá)1000米。

      3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

      無人值守車庫報警器系統(tǒng)有兩部分組成:監(jiān)控器和用戶隨身所帶的專用遙控器。監(jiān)控器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1,硬件組成共有7部分組成,分別是ARM微處理器、人體感應(yīng)模塊,SD卡接口、攝像頭模塊、無線通信模塊、報警音模塊和電源電路模塊。監(jiān)控器平時處于監(jiān)控狀態(tài),當(dāng)車庫有竊賊進(jìn)入時,人體感應(yīng)模塊把感應(yīng)號傳給處理器,處理器一方面立即啟動高音報警器,另一方面會同時拍照和發(fā)無線報警信號給專用搖控器,帶著專用搖控器的主人接收到此信號后就知道有竊賊進(jìn)入,實現(xiàn)了實時報警功能。

      3.1 電源電路設(shè)計

      電源電路采用LM2576開關(guān)電源模塊做主電源,LM2576-5是內(nèi)置2KHz振蕩頻率的高頻開關(guān)電源模塊,外圍電路簡單,輸出紋波電壓低,工作可靠,另外,其內(nèi)部還包含過流保護(hù)、過熱保護(hù)等保護(hù)裝置,輸入電壓低至6V即可穩(wěn)定輸出的5V/3A驅(qū)動輸出,特別適合做含MCU控制器的電源。

      3.2 報警電路設(shè)計

      報警電路的主要器件是發(fā)聲器件,本課題采用壓電陶瓷片而不用揚(yáng)聲器,一方面壓電陶瓷片的聲音響亮,另一方面價格低廉。壓電陶瓷片主要用于壓電揚(yáng)聲器、傳聲器、超聲延遲線、測量振動和測量壓力的傳感器、電話中的送受話器等方面作機(jī)械能(聲能)轉(zhuǎn)換成電能,或在低功率下由電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的換能元件;也可應(yīng)用于超聲波清洗焊接、探傷、超聲診斷、超聲醫(yī)療、水聲發(fā)射、引燃、引爆等作高壓強(qiáng)功率時將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的換能元件。

      3.3 串口攝像頭模塊設(shè)計

      SSX-MT串口攝像頭具有兩種功能,一是具有視頻采集功能,二是具有圖像壓縮功能,它內(nèi)部含有拍圖控制、視頻捕捉、圖像數(shù)據(jù)采集、JPEG圖像壓縮、串口通訊等功能模塊,由于具有串口通信功能,所以它很適合嵌入到微處理器的接口應(yīng)用當(dāng)中,具有應(yīng)用靈活接口操作方便和優(yōu)點(diǎn)。如果選用紅外識別功能,則能夠?qū)崿F(xiàn)照度自動補(bǔ)充,即使在完全黑暗的條件下也能照出清晰的圖片。JEPG壓縮功能則可以直接輸出數(shù)字圖象,30W像素實現(xiàn)邏輯控制的數(shù)字圖像采集處理系統(tǒng)可以很輕松的進(jìn)行圖像還原。采集的圖像具有 640*480,320*240,160*128多種分辨率,將圖像通過TTL/R232/485串口等形式輸出,適合各種需要監(jiān)控的應(yīng)用場合,如可視門鈴,報警器,智能小區(qū)以及各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用平臺。

      3.4 無線通信模塊電路設(shè)計

      ZigBee無線通信模塊支持RS-232通信,在電路設(shè)計時只需加一個電平轉(zhuǎn)換芯片即可完成簡單通信任務(wù),電平轉(zhuǎn)換芯片采用MAX232,TTL電平端直接接到S3c2440的串口1上,無線模塊接到RS-232電平端。ARM處理器只需要把對應(yīng)的TXD和RXD接到對應(yīng)的引腳上即可。

      4 系統(tǒng)主程序設(shè)計

      監(jiān)控器的主要功能是如果有竊賊進(jìn)入車庫,傳感器會將信號傳給監(jiān)控器的核心單片機(jī),單片機(jī)通過無線技術(shù)傳輸?shù)接脩綦S身所帶的專用遙控器,單片機(jī)收到傳感器信號后啟動紅外數(shù)字?jǐn)z像頭,系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的圖像采集,并實時保存到SD卡中,拍攝的同時監(jiān)控器會發(fā)出120DB的報警聲。遙控器的主要功能是在待機(jī)狀態(tài)下,如果按下按鍵一,通過無線模塊發(fā)送連接信號給監(jiān)控器,監(jiān)控器即發(fā)出120DB的報警聲。如果接收到監(jiān)控器的報警信號后,開始振動,信號指示燈交替閃爍,同時蜂鳴器有節(jié)奏的響,這時如果按下按鍵二可以解除各種報警動作。

      5 結(jié)語

      嵌入式技術(shù)及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的成熟,雖然無人值守車庫報警器已基本上設(shè)計完成,但仍將有很多工作要做,如對遙控器如何實現(xiàn)更低功耗,如何再提高傳輸距離及降低系統(tǒng)成本,如何優(yōu)化算法等,以后打算在這幾方面逐步完善。

      參考文獻(xiàn)

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