自動(dòng)圖像報警系統研究及單片機實(shí)現

３．１ ＲＩＳＣ結構單片機ＡＴ９０Ｓ２３１３

ＡＴＭＥＬ公司的９０系列單片機是增強ＲＩＳＣ內載ＦＬＡＳＨ的單片機，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為ＡＶＲ單片機。傳統的基于累加器的結構需要大量的程序代碼，以實(shí)現累加器和存儲器之間的數據傳送，并且由于時(shí)鐘分頻，使得數據傳輸成為系統瓶頸。ＡＶＲ單片機是第一種真正的８位ＲＩＳＣ單片機，快速存?。遥桑樱眉拇嫫魑募蛦沃噶钪芷谑顾男阅苊黠@優(yōu)越于普通８位單片機[３]。

ＡＴ９０Ｓ２３１３具有２Ｋ字節內載編程ＦＬＡＳＨ，１２８字節ＳＲＡＭ數據存儲單元，１２８字節ＥＥＰＲＯＭ工作寄存器，３２字節通用工作寄存器，１５Ｉ／Ｏ，８位和１６位定時(shí)／計數器各一個(gè)，通用異步收發(fā)，２０腳ＰＤＩＰ或ＳＯＩＣ封裝，支持在系統編程，最高工作頻率達１２ＭＨｚ[４]。本系統中，它負責完成Ａ／Ｄ器件的初始化，地址發(fā)生器、數據存儲器的控制，以及計數統計和報警觸發(fā)。

Ａ／Ｄ轉換選用了Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＳＡＡ７１１１，其初始化通過(guò)Ｉ２Ｃ總線(xiàn)進(jìn)行。利用兩個(gè)ＡＴ９０Ｓ２３１３的通用Ｉ／Ｏ引腳，就可以產(chǎn)生Ｉ２Ｃ總線(xiàn)的時(shí)序信號，完成對ＳＡＡ７１１１的初始化。片內的１６位計數器用以進(jìn)行計數統計，并產(chǎn)生中斷報警信號。閾值判別和臨界面積的設定以及ＤＲＡＭ參考幀的定期刷新都通過(guò)對ＡＴ９０Ｓ２３１３的編程來(lái)實(shí)現。

由于采用了精簡(jiǎn)指令集結構，ＡＴ９０Ｓ２３１３的編程與通常的５１系列有所不同。為實(shí)現更復雜的控制功能，還可考慮選擇ＡＴ９０Ｓ系列的其他型號，如４４１４、８５１５等。

３．２ ＡＴ２９Ｃ５１２高密度ＦＬＡＳＨ

盡管ＦＬＡＳＨ技術(shù)在今天已經(jīng)不是什么新鮮產(chǎn)物，但ＡＴＭＥＬ的ＡＴ２９和ＡＴ４９系列仍以其卓越的性能和廣泛的適用性在市場(chǎng)上獨占熬頭。本系統根據差值數據寬度的需要，選擇ＡＴ２９Ｃ５１２（６４Ｋ×８）Ｂｏｏｔ ＦＬＡＳＨ，其讀周期長(cháng)度為７０ｎｓ，完全滿(mǎn)足實(shí)時(shí)處理的要求。

選用ＦＬＡＳＨ的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行在系統改寫(xiě)，這在使用環(huán)境復雜、需要大量動(dòng)態(tài)調整處理的情況下是非常有利的?？梢酝ㄟ^(guò)ＡＴ９０Ｓ２３１３對ＦＬＡＳＨ中的差值算法進(jìn)行修改以適應實(shí)際環(huán)境的需要。

對于環(huán)境條件變化不大的情況，可以使用ＡＴＭＥＬ公司的ＥＰＲＯＭ產(chǎn)品，型號為ＡＴ２７Ｃ５１２Ｒ或ＡＴ２７Ｃ５２０。

３．３ ＡＴＦ１５００Ａ高密度ＣＰＬＤ

ＤＲＡＭ的操作時(shí)序信號包括行、列地址產(chǎn)生、刷新控制、讀寫(xiě)控制等全部由地址信號發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生，這里選用了ＡＴＦ１５００Ａ高性能ＦＬＡＳＨＣＰＬＤ。除產(chǎn)生經(jīng)過(guò)抽樣選擇的行、列地址信號外，還需要給ＡＴ２９Ｃ５１２提供讀控制信號及完成整個(gè)系統的同步。ＳＡＡ７１１１主模式所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號ＬＬＣ２是系統工作的基準時(shí)鐘。由于ＳＡＡ７１１１輸出的圖像格式大大超出了報警系統所需要的基本分辨率，所以要進(jìn)行一定的分頻即抽樣處理。

ＡＴＦ１５００Ａ具有３２個(gè)觸發(fā)器，３２Ｉ／Ｏ和１５００等效門(mén)，最大管腳間延時(shí)為７．５ｎｓ，４４腳ＰＬＣＣ或ＴＱＦＰ封裝[５]。其各種工作參數充分滿(mǎn)足了系統地址／控制總線(xiàn)結構的需要，并且具有第三方開(kāi)發(fā)工具支持和加密特性。

除ＡＴＦ１５００Ａ以外，１５００系列還包含多種型號來(lái)滿(mǎn)足不同復雜度的應用需要，包括在系統編程功能。另外還可以考慮使用多片ＡＴＦ２２Ｖ１０來(lái)實(shí)現同樣的功能，或者使用ＡＴＦ７５０系列，后者采用ＡＴＭＥＬ公司獨有的ＰＬＤ結構，在２４腳的封裝類(lèi)型中功能最強。

４ 系統性能評估

與單點(diǎn)信號報警相比，自動(dòng)圖像報警系統具有全景監測、動(dòng)態(tài)調整和抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)。在系統設計實(shí)現過(guò)程中，采用了查找表技術(shù)降低處理器復雜度，并通過(guò)器件的比較和選用，使系統運行效果達到了優(yōu)化。

在系統試運行過(guò)程中，當出現蚊蟲(chóng)爬上攝像機鏡頭和閃電等情況時(shí)，可能導致誤報的發(fā)生。解決的方法涉及對圖像內容的理解和動(dòng)態(tài)范圍調整與時(shí)間密度相關(guān)性的問(wèn)題，將進(jìn)行深入研究和討論。