無人值守車庫圖像報警器設計

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操作系統作為軟件運行的核心載體，以紅外攝像頭做為圖像采集元件，來接收車庫報警信號，達到了車庫監控報警的目的。

關鍵詞：車庫報警器;圖像采集;無線傳輸

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

1 設計背景

隨著科學技術的發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。目前國內新建的住宅小區大多都有車庫，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，這樣不具備現場采集的功能，另外一部分產品采用GSM方式進行遠距離傳輸，成本太高，所以設計一套能夠現場采集、經濟實用、安全可靠、成本低廉的家用車庫防盜裝置器系統，將會產生很高的經濟效益和社會效益。

2 系統功能分析

無人值守車庫報警器系統整體框架結構，監控器平時處于監控狀態，當車庫有竊賊進入時，監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入，實現了實時報警功能。

具體說來，無人值守車庫報警器有如下功能：（1）整個報警器系統有兩部分組成：監控器和用戶隨身所帶的專用遙控器。（2）按一下遙控器開機布防鍵，監控器就進入防盜狀態，如果有竊賊進入車庫，傳感器會將信號傳給監控器的核心單片機，單片機通過無線技術傳輸到用戶隨身所帶的專用遙控器，遙控器振動并發音提示用戶，實現實時監控。（3）單片機收到傳感器信號后啟動紅外數字攝像頭，系統進行連續的圖像采集，并實時保存到CF卡或SD卡中，長期保存證據，方便查詢。（4）拍攝的同時監控器會發出120DB的報警聲，以嚇跑小偷或招來保安。（5）采用紅外拍攝技術，無需閃光燈，即使在黑暗的夜晚也能拍出清晰的照片，適應現代安防的需要。（6）系統實時圖像采集，無線報警，采用存儲卡而非大容量存儲介質，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施，也是現代家庭、商店、企事業單位、出差入住旅館的必備防盜產品。

DRF系列ZigBee模塊是基于TI公司CC2530F256芯片，運行ZigBee2007/PRO協議的ZigBee模塊，它具有ZigBee協議的全部特點，這有區別于其它種類的ZigBee模塊。自動組網，上電即用是DRF系列ZigBee模塊的主要特點，上電即用的ZigBee模塊，用戶不需要了解復雜的ZigBee協議，所有的ZigBee協議的處理部分，在ZigBee模塊內部自動完成，用戶只需要通過串口傳輸數據即可，是目前市場上應用ZigBee最簡單的方式。在開闊地帶的傳距離可達1000米。

3 系統硬件設計

無人值守車庫報警器系統有兩部分組成：監控器和用戶隨身所帶的專用遙控器。監控器的系統結構如圖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。監控器平時處于監控狀態，當車庫有竊賊進入時，人體感應模塊把感應號傳給處理器，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入，實現了實時報警功能。

3.1 電源電路設計

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

3.2 報警電路設計

報警電路的主要器件是發聲器件，本課題采用壓電陶瓷片而不用揚聲器，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械能（聲能）轉換成電能，或在低功率下由電能轉換成機械能的換能元件;也可應用于超聲波清洗焊接、探傷、超聲診斷、超聲醫療、水聲發射、引燃、引爆等作高壓強功率時將電能轉換成機械能的換能元件。

3.3 串口攝像頭模塊設計

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，它內部含有拍圖控制、視頻捕捉、圖像數據采集、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用當中，具有應用靈活接口操作方便和優點。如果選用紅外識別功能，則能夠實現照度自動補充，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字圖象，30W像素實現邏輯控制的數字圖像采集處理系統可以很輕松的進行圖像還原。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，適合各種需要監控的應用場合，如可視門鈴，報警器，智能小區以及各種物聯網設備應用平臺。

3.4 無線通信模塊電路設計

ZigBee無線通信模塊支持RS-232通信，在電路設計時只需加一個電平轉換芯片即可完成簡單通信任務，電平轉換芯片采用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的TXD和RXD接到對應的引腳上即可。

4 系統主程序設計

監控器的主要功能是如果有竊賊進入車庫，傳感器會將信號傳給監控器的核心單片機，單片機通過無線技術傳輸到用戶隨身所帶的專用遙控器，單片機收到傳感器信號后啟動紅外數字攝像頭，系統進行連續的圖像采集，并實時保存到SD卡中，拍攝的同時監控器會發出120DB的報警聲。遙控器的主要功能是在待機狀態下，如果按下按鍵一，通過無線模塊發送連接信號給監控器，監控器即發出120DB的報警聲。如果接收到監控器的報警信號后，開始振動，信號指示燈交替閃爍，同時蜂鳴器有節奏的響，這時如果按下按鍵二可以解除各種報警動作。

5 結語

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

參考文獻

[1] 李龍，楊錚，黃雙峰.智能燃氣表和燃氣泄漏報警器聯合系統[J].煤氣與熱力，2018（05）：71-74.

[2] 李校紅.基于AT89C2051單片機的網絡化智能燃氣泄漏檢測報警器的設計[J].電子測試，2014（11）：55-57.