无人值守车库图像报警器设计

钱玉峰

摘要：无人值守车库图像报警器以ARM核芯片为处理器，利用了嵌入式Linux操作系统作为软件运行的核心载体，以红外摄像头做为图像采集元件，来接收车库报警信号，达到了车库监控报警的目的。

关键词：车库报警器;图像采集;无线传输

中图分类号：TP77 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0158-02

1 设计背景

随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车的需求日益增加，私家车越来越多。汽车的停放和停放的安全性问题也越来越突出。目前国内新建的住宅小区大多都有车库，但车库的防盗性能却不容乐观。目前市场上的车库报警器其中一部分是依靠报警声音的办法来警示，这样不具备现场采集的功能，另外一部分产品采用GSM方式进行远距离传输，成本太高，所以设计一套能够现场采集、经济实用、安全可靠、成本低廉的家用车库防盗装置器系统，将会产生很高的经济效益和社会效益。

2 系统功能分析

无人值守车库报警器系统整体框架结构，监控器平时处于监控状态，当车库有窃贼进入时，监控器一方面立即启动高音报警音，另一方面会同时拍照和发无线报警信号给专用摇控器，带着专用摇控器的主人接收到此信号后就知道有窃贼进入，实现了实时报警功能。

具体说来，无人值守车库报警器有如下功能：（1）整个报警器系统有两部分组成：监控器和用户随身所带的专用遥控器。（2）按一下遥控器开机布防键，监控器就进入防盗状态，如果有窃贼进入车库，传感器会将信号传给监控器的核心单片机，单片机通过无线技术传输到用户随身所带的专用遥控器，遥控器振动并发音提示用户，实现实时监控。（3）单片机收到传感器信号后启动红外数字摄像头，系统进行连续的图像采集，并实时保存到CF卡或SD卡中，长期保存证据，方便查询。（4）拍摄的同时监控器会发出120DB的报警声，以吓跑小偷或招来保安。（5）采用红外拍摄技术，无需闪光灯，即使在黑暗的夜晚也能拍出清晰的照片，适应现代安防的需要。（6）系统实时图像采集，无线报警，采用存储卡而非大容量存储介质，所以成本更低，是各种车辆、家庭、商场、办公室、庭院和沿街店面等场所的理想防盗设施，也是现代家庭、商店、企事业单位、出差入住旅馆的必备防盗产品。

DRF系列ZigBee模块是基于TI公司CC2530F256芯片，運行ZigBee2007/PRO协议的ZigBee模块，它具有ZigBee协议的全部特点，这有区别于其它种类的ZigBee模块。自动组网，上电即用是DRF系列ZigBee模块的主要特点，上电即用的ZigBee模块，用户不需要了解复杂的ZigBee协议，所有的ZigBee协议的处理部分，在ZigBee模块内部自动完成，用户只需要通过串口传输数据即可，是目前市场上应用ZigBee最简单的方式。在开阔地带的传距离可达1000米。

3 系统硬件设计

无人值守车库报警器系统有两部分组成：监控器和用户随身所带的专用遥控器。监控器的系统结构如图1，硬件组成共有7部分组成，分别是ARM微处理器、人体感应模块，SD卡接口、摄像头模块、无线通信模块、报警音模块和电源电路模块。监控器平时处于监控状态，当车库有窃贼进入时，人体感应模块把感应号传给处理器，处理器一方面立即启动高音报警器，另一方面会同时拍照和发无线报警信号给专用摇控器，带着专用摇控器的主人接收到此信号后就知道有窃贼进入，实现了实时报警功能。

3.1 电源电路设计

电源电路采用LM2576开关电源模块做主电源，LM2576-5是内置2KHz振荡频率的高频开关电源模块，外围电路简单，输出纹波电压低，工作可靠，另外，其内部还包含过流保护、过热保护等保护装置，输入电压低至6V即可稳定输出的5V/3A驱动输出，特别适合做含MCU控制器的电源。

3.2 报警电路设计

报警电路的主要器件是发声器件，本课题采用压电陶瓷片而不用扬声器，一方面压电陶瓷片的声音响亮，另一方面价格低廉。压电陶瓷片主要用于压电扬声器、传声器、超声延迟线、测量振动和测量压力的传感器、电话中的送受话器等方面作机械能（声能）转换成电能，或在低功率下由电能转换成机械能的换能元件;也可应用于超声波清洗焊接、探伤、超声诊断、超声医疗、水声发射、引燃、引爆等作高压强功率时将电能转换成机械能的换能元件。

3.3 串口摄像头模块设计

SSX-MT串口摄像头具有两种功能，一是具有视频采集功能，二是具有图像压缩功能，它内部含有拍图控制、视频捕捉、图像数据采集、JPEG图像压缩、串口通讯等功能模块，由于具有串口通信功能，所以它很适合嵌入到微处理器的接口应用当中，具有应用灵活接口操作方便和优点。如果选用红外识别功能，则能够实现照度自动补充，即使在完全黑暗的条件下也能照出清晰的图片。JEPG压缩功能则可以直接输出数字图象，30W像素实现逻辑控制的数字图像采集处理系统可以很轻松的进行图像还原。采集的图像具有 640*480，320*240，160*128多种分辨率，将图像通过TTL/R232/485串口等形式输出，适合各种需要监控的应用场合，如可视门铃，报警器，智能小区以及各种物联网设备应用平台。

3.4 无线通信模块电路设计

ZigBee无线通信模块支持RS-232通信，在电路设计时只需加一个电平转换芯片即可完成简单通信任务，电平转换芯片采用MAX232，TTL电平端直接接到S3c2440的串口1上，无线模块接到RS-232电平端。ARM处理器只需要把对应的TXD和RXD接到对应的引脚上即可。

4 系统主程序设计

监控器的主要功能是如果有窃贼进入车库，传感器会将信号传给监控器的核心单片机，单片机通过无线技术传输到用户随身所带的专用遥控器，单片机收到传感器信号后启动红外数字摄像头，系统进行连续的图像采集，并实时保存到SD卡中，拍摄的同时监控器会发出120DB的报警声。遥控器的主要功能是在待机状态下，如果按下按键一，通过无线模块发送连接信号给监控器，监控器即发出120DB的报警声。如果接收到监控器的报警信号后，开始振动，信号指示灯交替闪烁，同时蜂鸣器有节奏的响，这时如果按下按键二可以解除各种报警动作。

5 结语

嵌入式技术及单片机应用技术的成熟，虽然无人值守车库报警器已基本上设计完成，但仍将有很多工作要做，如对遥控器如何实现更低功耗，如何再提高传输距离及降低系统成本，如何优化算法等，以后打算在这几方面逐步完善。

参考文献

[1] 李龙，杨铮，黄双峰.智能燃气表和燃气泄漏报警器联合系统[J].煤气与热力，2018（05）：71-74.

[2] 李校红.基于AT89C2051单片机的网络化智能燃气泄漏检测报警器的设计[J].电子测试，2014（11）：55-57.