新型自動(dòng)拍照智能防盜系統的設計

       引言 

　　目前市場(chǎng)上的防盜器大致可分為報警式和微機監控式類(lèi)。報警式防盜系統價(jià)格便宜、結構簡(jiǎn)單，但其功能只是單純的報警，盜賊還是可以逃之夭夭，系統無(wú)法留下有效的法律證據，正是由于它的這種失效性阻礙了其市場(chǎng)的拓展。

        另一種是微機監控式，這種裝置比較先進(jìn)，但其成本高，必須在220V電壓支持下方能工作，且需要有一定技術(shù)的人員來(lái)操縱。 

　　本系統主要結合這兩種裝置的弊端，應用紅外線(xiàn)技術(shù)及單片機原理，將照相機應用到了防盜系統中，具有經(jīng)濟、科學(xué)、高效等特點(diǎn)，尤其適用于農村畜牧防盜。 

　　紅外線(xiàn)具有一定的穿透性，而且地球大氣層對紅外輻射的吸收具有明顯的選擇性，其中1～2.5μm、3～5μm、8～14μm三個(gè)大氣窗口在紅外技術(shù)中特別重要，應根據紅外線(xiàn)的工作波長(cháng)選擇合適的紅外輻射源、接收器，以及工作距離。 

　　LPC900系列單片機是一個(gè)基于80C51內核的高速、低功耗Flash單片機，主要集成了I2C總線(xiàn)、SPI接口、UART通信接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、EEPROM、A/D轉換器、IPS/IAP在線(xiàn)編程和遠程方式等一系列有特色的功能部件。P89LPC932是該系列當中的一款，采用了高性能的處理器結構，指令執行時(shí)間只需2～4個(gè)時(shí)鐘周期，集成了許多系統級的功能，可大大減少元件的數目和電路板面積并降低系統的成本，適合于許多要求高集成度、低成本的場(chǎng)合，可以滿(mǎn)足多方面的性能要求，在本系統中用來(lái)執行控制功能。  

　　系統的組成 

　　智能防盜系統是以紅外發(fā)光二極管作為信號源，以光敏三極管作為紅外接收裝置，采用透鏡聚光技術(shù)提高系統的靈敏度和抗干擾能力，在信號處理過(guò)程中采用模擬電子電路對信號進(jìn)行放大，為了要排除其他小動(dòng)物經(jīng)過(guò)時(shí)導致誤報拍照現象，采用單片機作為控制機，集中的對信號進(jìn)行采集、處理和控制，能有效地排除干擾，提高了系統的精度。同時(shí)為防止系統本身被破壞，在設計時(shí)也配帶了報警器和電燈的驅動(dòng)電路，從而使該報警器結構更加合理，功能更加完善，系統結構框圖如圖1所示。  
  
 


        系統工作原理 

　　本裝置是利用光電轉換原理，把電信號轉換成光信號，將電信號轉換成光信號的核心器件是三只紅外發(fā)光二極管，在其兩端加上固定電壓產(chǎn)生連續的光信號。紅外接收裝置采用光敏三極管來(lái)實(shí)現，從而又能夠把紅外發(fā)光二極管所發(fā)出的紅外光轉換成電信號，但由于此時(shí)的電信號較弱，不足以驅動(dòng)電路及負載正常工作，故采用模擬放大電路對信號進(jìn)行放大處理，使其能夠保證后面的電路及負載正常工作。 

　　由于紅外線(xiàn)發(fā)射裝置和紅外線(xiàn)接收裝置的有效作用距離有限，所以必須盡量減少光源能量的損失，為使發(fā)光二極管的光源能量能最大限度地被光敏三極管接收，采用透鏡聚光技術(shù)來(lái)實(shí)現，使其作用距離可達到8～9m，甚至更遠，同時(shí)采用專(zhuān)用電路解決了小動(dòng)物經(jīng)過(guò)時(shí)導致系統誤拍、誤報現象的發(fā)生。人是引起該系統自動(dòng)拍照報警的直接原因，當至少有兩束光線(xiàn)被阻擋時(shí)，系統才報警，有效地排除其他小動(dòng)物的干擾，提高了系統精度。系統在檢測到異常情況時(shí)，發(fā)出報警，同時(shí)觸發(fā)照相機拍照。該裝置同時(shí)設有自定義功能擴展接口，可設置電話(huà)自動(dòng)撥打110，或設置家里所有的燈都打開(kāi)等功能。系統電路原理圖如圖2所示，系統工作原理圖如圖3所示。 

  




  



       軟件設計 

　　系統的軟件設計主要是單片機程序設計，在科學(xué)計算中采用高級語(yǔ)言，在實(shí)時(shí)控制中采用匯編語(yǔ)言。單片機常用于實(shí)時(shí)控制，而自動(dòng)控制常是實(shí)時(shí)控制，本系統就是利用單片機的實(shí)時(shí)控制功能，對現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，對照相機、報警器等裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 

　　其中單片機程序設計要完成數據的采集，系統的自檢測、自校準功能及信號的采集等，并確定是否進(jìn)行拍照和報警等。 

　　采用PL/M-96語(yǔ)言編程，它的特點(diǎn)是同時(shí)兼有高級語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，可以直接利用CPU的硬件特性進(jìn)行程序設計。PL/M-96語(yǔ)言程序設計塊可讀性好，可靠性高，代碼轉換質(zhì)量高，單片機程序設計框圖如圖4所示。 

   




        結束語(yǔ) 

　　本系統成功地把照相機引入到了防盜系統中，自行研制、開(kāi)發(fā)、設計了系統專(zhuān)用電路，實(shí)現了三選二報警，排除了其他動(dòng)物干擾，集單片機，數字電子電路和模擬電子電路技術(shù)功能于一體，同時(shí)應用紅外線(xiàn)技術(shù)和照相機原理，使系統具有價(jià)格低、結構簡(jiǎn)單和實(shí)用性強等特點(diǎn)。 

    系統耗電量低，在十幾伏的電壓下即可正常工作，無(wú)須照明電路支持，溫度變化對系統影響小，尤其實(shí)用于北方溫差大的地方。 

     參考文獻 

     1 張洪潤等.單片機應用技術(shù)教程. 清華大學(xué)出版社 
     2 周立功. LPC900系列Flash單片機應用技術(shù) 
     3 童詩(shī)白.模擬電子技術(shù).高等教育出版社 
     4 閻石.數字電子技術(shù)基礎.高等教育出版社 
     5 皮藝軍.犯罪學(xué)研究論要.中國政法大學(xué)出版社 
     6 Intel.Microcontroller-Handbook.1999