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基于圖像與電話報警的家居安防系統(tǒng)設計

隨著家居智能化的發(fā)展,各種各樣的家居安全監(jiān)控設備不斷涌現(xiàn),主要包括視頻監(jiān)控類、傳感器監(jiān)控 類和電話報警類。當前的安防設備主要還處在單獨工作的層次,沒有連成系統(tǒng),這不但造成布線網絡的復雜性和資源的浪費,也不利于家居安全系統(tǒng)的有效管理?;?于圖像與電話報警的數(shù)字家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)以ARM9嵌入式系統(tǒng)為核心,利用無線圖像傳輸技術和電話網絡,整合了以上多種安防設備,在簡化家居安防設備的同 時降低成本,提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

【安防知識網】隨著家居智能化的發(fā)展,各種各樣的家居安全監(jiān)控設備不斷涌現(xiàn),主要包括視頻監(jiān)控類、傳感器監(jiān)控 類和電話報警類。當前的安防設備主要還處在單獨工作的層次,沒有連成系統(tǒng),這不但造成布線網絡的復雜性和資源的浪費,也不利于家居安全系統(tǒng)的有效管理?;?于圖像與電話報警的數(shù)字家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)以ARM9嵌入式系統(tǒng)為核心,利用無線圖像傳輸技術和電話網絡,整合了以上多種安防設備,在簡化家居安防設備的同 時降低成本,提高安全監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

  1系統(tǒng)結構與功能

  系統(tǒng)囊括了無線可視門鈴、電話報警終端、平安鐘、電控門鎖和煙霧、溫度等傳感器,通過2.4GHz無線傳輸模塊和有線電話網絡實現(xiàn)通信及報警功能。系統(tǒng)以ARM9嵌入式為核心,分為四大部分:安全檢測部分(包括平安鐘、煙霧溫度傳感器以及撬門動 作檢測)、圖像采集與處理部分、無線傳輸部分及電話報警部分,其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

  

  1.1無線可視門鈴

  以ARM為主控核心,當訪客摁響門鈴時,攝像頭對訪客進行圖像采集,編碼壓縮后通過2.4 GHz無線傳輸模塊進行傳送,讓主人在家中通過接收機的液晶顯示器查看,同時可無線控制大門開關。

  1.2平安鐘

  平安鐘呼叫援助系統(tǒng)是居家老人的緊急救護系統(tǒng)。老人在家中一旦面臨突發(fā)疾病、遭遇險情等緊急情況時,只需按動“平安鐘”的呼叫器(如掛在胸前的遙控按鈕),系統(tǒng)可自動通過電信固話網絡與監(jiān)控中心聯(lián)系。

  1.3 圖像監(jiān)控

  系統(tǒng)同時作為家庭安防裝置,在大門門鎖被撬時,攝像頭會進行多次拍照并儲存,同時立即通過電信固話網絡撥號告知主人或報警。攝像頭安裝于門內側也有助于防止盜賊暴力破壞攝像頭,同時利用“貓眼”也可實現(xiàn)廣角拍攝,可視范圍更廣。

  1.4消防監(jiān)測

  如果家庭不幸出現(xiàn)火情,可通過煙霧傳感器和溫度傳感器檢測出來,系統(tǒng)將通過電信固話網絡自動撥號告知主人并報警。

[nextpage]  2系統(tǒng)硬件方案設計

  2.1圖像采集及無線傳輸電路設計

  圖像采集模塊采用OV9650,由MINI2440嵌入式控制中心進行控制,通過防盜門的“貓眼”采集到視角更大的圖像,然后交由S3C2440控制器處理。

  圖像無線傳輸電路采用基于無線收發(fā)芯片nRF24L01的模塊。nRF24L01是一款工作在2.4 GHz ISM頻段的單片無線收發(fā)芯片,芯片高度集成化,僅需少量阻容元器件即可實現(xiàn)無線收發(fā)功能,具有極低的電流消耗,硬件電路如圖2所示。

  

  2.2圖像接收與顯示終端設計

  圖像接收與顯示終端作為無線可視門鈴的一部分,主要實現(xiàn)對主控中心傳來的圖像數(shù)據的接收和顯示,并 控制電控門鎖的開關。模塊采用LM3S1138控制,由nRF24L01接收,并通過2.4寸彩色TFT液晶屏LTM024D130顯示。 LTM024D130支持16位真彩色顯示,其位數(shù)R:G:B為5:6:5。液晶屏采用8位并行總線驅動,與MCU的接口電路如圖3所示。

  

[nextpage]  2.3電話報警終端設計

  電話報警電路采用雙音多頻(DTMF)信號編解碼芯片MT8888。該芯片功能強,具有Intel微處理器標準接口,功耗低(僅57.8 mW),工作穩(wěn)定可靠,可用于電話自動撥號報警。

  電話報警終端采用Atmega16控制,圖4為電話鈴流檢測電路,模擬摘機電路及DTMF控制電路。

  

  2.4平安鐘

  平安鐘做成無線編碼發(fā)射機,采用TP2262進行編碼,然后利用315 MHz頻段的無線電進行發(fā)送,老人只要在緊急情況下按住按鍵,即可不斷地發(fā)射一定規(guī)律的編碼,主控部分接收解調后進行軟件解碼,識別出相應鍵值,撥號告知主人并報警。

  平安鐘的硬件電路如圖5所示。

  

  3系統(tǒng)軟件設計

  系統(tǒng)包含三個用于控制的MCU,其中S3C2440為主控中心,實現(xiàn)圖像采集、編碼、發(fā)送功能,系統(tǒng)異常檢測以及報警功能調度,嵌入Linux 2.4內核,軟件流程圖如圖6所示。

  

[nextpage]  LM3S1138為無線可視門鈴終端控制器,實現(xiàn)功能為圖像接收、緩沖及顯示,其軟件流程圖如圖7所示。

  Atmega16為電話報警終端控制器,實現(xiàn)功能為報警信號的接收和自動撥號報警,其軟件流程如圖8所示。

  

  基于圖像與電話報警的數(shù)字家庭安全監(jiān)控系統(tǒng)最大的特點是集成多種常用家居安防設備,有效整合數(shù)字家 庭的多種資源,降低成本,提高安防系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)攝像頭置于大門內側,巧妙地透過大門的“貓眼”取景,既提高攝像頭自身安全性,又能有效實現(xiàn)廣角功能, 拍攝到更多信息,這是本系統(tǒng)的另一特色。實現(xiàn)系統(tǒng)與家庭網關互聯(lián),作為數(shù)字家庭網絡的子系統(tǒng)之一是以后的研究方向。

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