基于LabVIEW 的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷俊男，陳毅豪

（西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100）

LabVIEW 是一種由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的程序開發(fā)環(huán)境，類似于C 和BASIC 開發(fā)環(huán)境。其使用的是圖形化編輯語言G 編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，是NI 設(shè)計(jì)平臺(tái)的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。

報(bào)警器在當(dāng)今社會(huì)中是一件必不可少的安全儀器。但在日常工作中會(huì)受到無關(guān)噪聲的影響，基于此種背景，本設(shè)計(jì)擬開發(fā)一種基于LabVIEW 的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)消除環(huán)境中高噪聲對報(bào)警系統(tǒng)的影響，建立較高準(zhǔn)確度的識(shí)別系統(tǒng)；將聲音模擬量轉(zhuǎn)為可見的檢測值與波形，并對數(shù)字量進(jìn)行閾值設(shè)定，防誤報(bào)錯(cuò)報(bào)，對使用者精確報(bào)警，提高安全性能的同時(shí)，避免對使用者造成困擾。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能防盜報(bào)警系統(tǒng)是一種易用性系統(tǒng)，應(yīng)簡化到像日常家電一樣容易使用，同時(shí)要有一定的準(zhǔn)確度，對實(shí)際生活中的安全問題有著重大意義。文章基于易用性、準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，在LabVIEW 平臺(tái)上完成了系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)具有以下特色：

（1）界面簡潔、操作易行。對于使用者無需掌握LabVIEW 相關(guān)知識(shí)，打開界面即可操作。

（2）模塊明確、聯(lián)系密切。對所得聲音進(jìn)行采集、處理、報(bào)警，層層遞進(jìn)又有一定的反饋環(huán)節(jié)。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測。聲卡收集的信息實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換顯示到用戶操作界面上。

研究所開發(fā)的基于LabVIEW 的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)由若干個(gè)子模塊組成，這些子模塊功能之間有著對應(yīng)聯(lián)系。通過對已有實(shí)例的一些學(xué)習(xí)，本設(shè)計(jì)所規(guī)劃的系統(tǒng)子模塊如下：聲音采集模塊、聲音處理模塊、報(bào)警觸發(fā)模塊。由此可得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

由上所述，所制得的智能報(bào)警系統(tǒng)前面板如圖2 所示，前面板包括工作停止按鈕，智能濾波開關(guān)，高環(huán)境噪聲指示燈以及普通的報(bào)警指示燈。面板十分簡潔，沒有過多的裝飾。

圖2 智能防盜報(bào)警系統(tǒng)前面板

2 工作過程

本系統(tǒng)的工作過程大致分為聲音采集，聲音處理，報(bào)警觸發(fā)三部分。

（1）聲音采集。基于易操作性與經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)擬結(jié)合筆記本自帶的聲卡與Express VI 中的聲音采集函數(shù)實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)外部聲音的采集。通過模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換提取波形成分，測取幅值，并記錄最大值，同時(shí)輸出到聲音處理模塊。

（2）聲音處理。要處理捕捉到的聲音波形，最重要的是要判斷聲音的幅值大小，再通過日常生活中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置合適的觸發(fā)條件，統(tǒng)計(jì)采樣時(shí)間內(nèi)不同振幅的出現(xiàn)次數(shù)，通過前期采樣分析判斷出在采樣時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的是哪種噪聲。

（3）該系統(tǒng)的核心則為警報(bào)觸發(fā)系統(tǒng)。由于在日常生活中聲音分為不同種類，有些聲音雖然會(huì)觸發(fā)警報(bào)但是并不是我們所需要的有用的警報(bào)，為此我們設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)消除不必要的噪聲即分辨出環(huán)境中的較大聲響（無效聲響）并智能忽略，對所要引起警報(bào)的聲音實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確警報(bào)。

3 結(jié) 語

本設(shè)計(jì)是一種基于LabVIEW 的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)，與一般報(bào)警系統(tǒng)不同的是，它能通過對噪聲的處理智能屏蔽掉不需報(bào)警的生活環(huán)境噪聲，而在諸如盜賊破壞鎖時(shí)發(fā)出的持久噪聲則會(huì)長久高聲地報(bào)警。此外，該設(shè)計(jì)基本無搭設(shè)硬件，主要通過軟件來調(diào)用計(jì)算機(jī)設(shè)備，方便易行，同時(shí)所做的界面以一種完備的形式展現(xiàn)在操作者面前，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。