MMS 即時報警系統(tǒng)設(shè)計
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本文設(shè)計的報警系統(tǒng)以即時報警為理念，即時將報警系統(tǒng)抓拍的罪犯圖像以MMS（Multimedia Messaging Service，彩信）形式發(fā)送給用戶，從而讓用戶及時掌握家中動態(tài)，為破案提供直接證據(jù)。本系統(tǒng)同時能與用戶語音交互，用戶可以主動要求系統(tǒng)抓拍室內(nèi)當(dāng)前圖像。
1 系統(tǒng)的工作原理
1.1 系統(tǒng)方案設(shè)計
系統(tǒng)總體方案的設(shè)計應(yīng)該全面考慮系統(tǒng)的總體功能，進(jìn)行硬件的初步選型后，確定一個硬件實現(xiàn)的可行方案。經(jīng)過反復(fù)對比，考慮到節(jié)約整體成本，系統(tǒng)以Atmel公司生產(chǎn)的AVR系列ATmega16L單片機(jī)為控制核心，并選用低功耗和低成本的功能器件。經(jīng)過調(diào)查研究，從技術(shù)上認(rèn)真分析，認(rèn)為需滿足下列5條技術(shù)要求，方能實現(xiàn)功能完善、即時報警這兩個主要目標(biāo)。
?、賵缶到y(tǒng)靈敏度要高，能即時向用戶發(fā)送警情；
?、趫缶攸c與被呼叫對象（用戶）之間的空間距離應(yīng)不受限制；
?、勰軌蚺c用戶進(jìn)行語音交互；
?、苋缫蚬仕罊C(jī)，應(yīng)能正?；謴?fù)運行；
?、菡麄€系統(tǒng)應(yīng)能隱蔽安裝，不易被罪犯發(fā)覺破壞。
1.2 系統(tǒng)框圖
即時報警系統(tǒng)由AVR單片機(jī)ATmega16L、語音模塊、GPRS模塊、DTMF譯碼電路、人體熱紅外感應(yīng)電路和圖像采集模塊組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)框圖
1.3 系統(tǒng)主要功能?、佼?dāng)人體熱紅外感應(yīng)探頭感應(yīng)到人體熱紅外線時，便會啟動人體熱紅外感應(yīng)電路產(chǎn)生一個觸發(fā)信號，并傳送給主控單片機(jī)ATmega16L.微控制器在被觸發(fā)后啟動攝像頭模塊抓拍圖片，并將圖片以MMS形式通過GPRS模塊發(fā)送給用戶指定的手機(jī)號碼；發(fā)送完后給用戶打電話，語音通知用戶報警。
?、谟脩艨梢灾鲃咏o系統(tǒng)撥號，系統(tǒng)與用戶語音交互，接受用戶控制，如設(shè)定報警號碼、要求抓拍圖片等。
2 主要功能模塊硬件電路設(shè)計
2.1 主控芯片電路
ATmega16L單片機(jī)是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，具有先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有大容量的ROM、RAM、Flash和EEPROM，集成4通道PWM和SPI串行外設(shè)接口，有兩個可編程的串行UART和豐富的片內(nèi)/片外中斷引腳。
2.2 人體熱紅外感應(yīng)電路
此部分電路以熱釋電紅外傳感器和紅外傳感信號處理器BISS0001為核心，熱釋電紅外傳感器是一種能夠感應(yīng)人體靠近或遠(yuǎn)離的傳感器，將人體紅外熱輻射信號轉(zhuǎn)化成電信號。人體都有恒定的體溫，一般在37℃左右，人體會發(fā)射10 μm左右的特定波長紅外線。熱釋電紅外傳感器通過菲涅爾透鏡將熱釋的紅外信號聚焦在熱釋電紅外傳感器（PIR）上。熱釋電紅外傳感器將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號，即熱電轉(zhuǎn)換。因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度；當(dāng)人體進(jìn)入警戒區(qū)時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異。此時將前后兩次采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，可以判斷出是否有人進(jìn)入警戒區(qū)。人體熱紅外感應(yīng)電路如圖2所示，主控器通過與SING端相連的輸入端口的高低電平來判斷是否有人進(jìn)入警戒區(qū)。
圖2 體熱紅外感應(yīng)電路
PIR將熱電轉(zhuǎn)換的電信號由S腳傳送到第一級運放的1IN+腳，運算放大器OP1（1IN-、1IN+為差分輸入端）組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大，然后耦合給運算放大器OP2（2IN-為反相輸入端），再進(jìn)行第二級放大，同時將直流電位抬高（≈0.5VDD）后，BISS0001內(nèi)部將輸出信號送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號。由于BISS0001內(nèi)部VH≈0.7VDD，VL≈0.3VDD，所以當(dāng)VDD=5 V時，可有效抑制±1 V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。BISS0001具有感應(yīng)封鎖時間：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號。由此，當(dāng)有人進(jìn)入警戒區(qū)時，信號輸出引腳SING將變?yōu)楦唠娖?，而無人時則變?yōu)榈碗娖健Ｎ⑻幚砥鳈z測到SING相連的引腳的電平變化，就可以判斷有人進(jìn)入了警戒區(qū)。
2.3 圖像采集模塊
2.3.1 VC0706介紹
圖像采集模塊采用北京中星微電子公司的VC0706系列芯片，該芯片是中星微電子針對圖像采集和處理應(yīng)用而專門設(shè)計的監(jiān)控攝像機(jī)數(shù)字圖像處理芯片。通過對來自CMOS傳感器的視頻信號進(jìn)行AWB（自動白平衡）、AE（自動曝光）、AGC（自動增益控制）等圖像處理，并融合低照度下圖像增強(qiáng)處理、圖像噪聲智能預(yù)測與抑制等先進(jìn)技術(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)CCIR656接口輸出高質(zhì)量的數(shù)字視頻信號，供外部處理器進(jìn)行壓縮和處理。
系統(tǒng)MCU通過SPI接口與VC0706連接，依據(jù)VC0706的內(nèi)部通信協(xié)議進(jìn)行通信。VC0706的SPI接口只支持兩種工作模式：
?、費aster mode，VC0706作為SPI的主設(shè)備，主要用于連接SPI Flash或者其他SPI從設(shè)備；
②Slave mode，VC0706作為SPI的從設(shè)備，主要用于連接外部控制器。
同時，VC0706只支持MSB的傳輸方式和8位的字符長度。
VC0706支持的SPI時序如圖3所示。
圖3 VC0706支持的SPI時序圖
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