基于光轨迹的简易电器防盗报警器设计

李泽琛

摘要：依据光电鼠标工作原理，设计了一款基于光轨迹的简易电器防盗报警器，包括防盗电器、电池供电电路，并依次连接光轨迹检测电路、STM32F103R8T6控制芯片的STM32控制电路、喇叭和LED灯报警电路。将报警器放入需要保护的电器上，开启报警模式，当电器被移动时，喇叭发出警笛音，LED灯发出灯光警示，该防盗报警器成本低、功能优、防盗效果好，是家居防盗的优良选择。

关键词：光轨迹；STM32控制电路；C1165芯片；防盗报警器

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）01-0244-02

现在社会，家居安全问题越来越凸显，防盗作为常见问题伤透了大家的脑筋。笔记本电脑、电视、手机等电器丢失是非常常见的事情，其实这种丢失有时只需要简单的报警提醒就能避免。常用的光电鼠标，当静止后灯会变暗，不管你多么轻的去想把它移动，鼠标的灯都会变亮，检测到你的移动。根据现有的家用防盗报警器的优缺点，设想能利用光电鼠标原理，设计一种简易防盗报警器，通过光轨迹检测到家居或商场的电器在被盗过程中的移动信号，从而发出声音或灯光警示，同时简化掉一些不常用的功能，将大大减少随身携带笔记本电脑以及普通家用电器防盗报警器产品的生产成本，提高防盗报警效果，是一个非常有意义的研究课题。

1设计思路

1.1光电鼠标工作原理

目前常用的光电鼠标，当静止后灯会变暗，不管你多么轻的去想把它移动，鼠标的灯都会变亮，检测到你的移动。光学鼠标主要由四部分的核心组件构成，分别是发光二极管、透镜组件、光学引擎（Optical Engine）以及控制芯片组成。光电鼠标的工作原理是：在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。

1.2 基于光轨迹的防盗报警器设计

根据光电鼠标原理，本文提出了一种简易电器防盗报警器设计方案。基于光轨迹的防盗报警器由光轨迹检测模块、警笛喇叭和警笛LED灯、电池、小型MCU（单片机）组成，将报警器放入需要保护的电器上，比如笔记本电脑上，开启报警模式，当有人在没有允许的情况下移动笔记本电脑，报警器检测到移动将报警信号传给单片机，单片机控制警笛喇叭发出警笛音，警笛LED灯发出灯光警示，从而达到防盗的效果。基于光轨迹的防盗报警器的总体设计框图如图1所示。

2 主系统和主要功能模块设计

基于光轨迹的简易电器防盗报警器包括防盗电器、电池供电电路、依次连接的光轨迹检测电路、STM32控制电路、喇叭和LED灯报警电路。防盗电器与光轨迹检测电路连接。电池供电电路与STM32控制电路连接。STM32控制电路中控制芯片为STM32F103R8T6控制芯片。光轨迹检测电路为基于凌阳光电鼠标芯片C1165的光电鼠标检测电路，凌阳光电鼠标芯片C1165的管脚5、管脚4分别通过USB数据线连接STM32F103R8T6控制芯片的管脚44、管脚45。

2.1 电池供电电路设计

电池供电电路由三节1.5V的电池串联，再通过LDO线性电源芯片ASM1117-3.3V与STM32F103R8T6控制芯片连接。如图2所示。

2.2光轨迹检测电路设计

光轨迹检测电路是基于凌阳单片机（C1165）的光电鼠标检测电路（如图3所示），图中D1为我们见到的鼠标灯，本报警器摆在防盗电器上，另外通过刚性的固定架固定在桌子上，当有人移动报警器下的防盗电器时，防盗电器相对于报警器就产生了移动，C1165通过5脚与4脚组合的USB线发送位移信号给中央处理器（STM32），STM32上面有USB接口（44與45脚），通过分析USB线上的位移数据判断非法移动，然后控制喇叭电路输出报警声音，同时LED灯显示电路闪灯报警。

2.3 喇叭驱动及LED灯显示电路设计

按照常规连接方法，通过USB数据线，将光电鼠标芯片（如凌阳光电鼠标芯片C1165）与STM32F103R8T6控制芯片连接，再将STM32F103R8T6控制芯片与喇叭和LED灯连接。基于光轨迹的简易电器防盗报警器不再需要另外的算法编程。喇叭驱动及LED灯显示电路如图4所示。

3 结束语

针对时下的电器防盗报警器设计原理复杂、安装、扩展不方便以及易于损坏，而且成本高、价格昂贵的特点，本款设计提出的基于光轨迹的简易电器防盗报警器设计方案是根据光电鼠标原理原理设计的防盗报警器电路系统。整个电路系统只包括防盗电器、电池供电电路、依次连接的光轨迹检测电路、STM32控制电路、喇叭和LED灯报警电路，不涉及任何软件和程序。使用过程中将报警器放入需要保护的电器上，开启报警模式，当有人在没有允许的情况下移动该电器，喇叭发出警笛音，LED灯发出灯光警示，该报警器成本低、功能优、防盗效果好，是家居防盗的优良选择。本论文的工作是对光轨迹在报警器的应用的一个积极有效的探索。

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