如今，空气污染是全世界的一个大问题，在本文中，我们将探讨如何开发基于RaspberryPi的低成本自制空气质量监测器。如果您有兴趣了解更多关于空气质量的信息，请访问“世界空气质量指数”项目。需要零件：树莓派41SDS011-高精度激光pm2.5空气质量检测传感器塑料盒子第1步：微粒物质(PM)：它是什么？它是如何进入空气的PM代表颗粒物（也称为颗粒污染）：空气中固体颗粒和液滴混合物的术语。一些颗粒，如灰尘、污垢、煤烟或烟雾，大到足以用肉眼看到。其他的太小了，只能用电子显微镜检测到。颗粒有多种尺寸。直径小于或等于10微米的颗粒非常小，可以进入肺部，可能导致严重的健康问题。十微米比一根人类头发的宽度还小。颗粒污染包括粗尘颗粒(PM10)：可吸入颗粒，直径通常为10微米或更小。来源包括破碎或研磨作业以及道路上车辆扬起的灰尘。细颗粒物（PM2.5）：细小的可吸入颗粒物，直径通常为2.5微米或更小。所有类型的燃烧都会产生细颗粒，包括机动车辆、发电厂、住宅木材燃烧、森林火灾、农业燃烧和一些工业过程。第2步：粒子传感器—SDS011空气质量监测是众所周知的成熟科学，始于80年代。当时，技术相当有限，用于量化空气污染的解决方案复杂、繁琐且非常昂贵。幸运的是，如今，借助最新的现代技术，用于空气质量监测的解决方案不仅变得更加精确，而且测量速度也变得更快。设备变得越来越小，成本也比以往任何时候都低得多。在本文中，我们将重点介绍粒子传感器，它可以检测空气中的灰尘量。虽然第一代只能检测不透明度，但最新的传感器，如来自济南大学（山东）的INOVAFIT的SDS011，现在可以检测PM2.5和PM10。就其尺寸而言，SDS011可能是精度和价格（低于40.00美元）方面最好的传感器之一。规格测量值：PM2.5、PM10范围：0–999.9μg/m³电源电压：5V(4.7–5.3V)功耗（工作）：70mA±10mA功耗（睡眠模式激光器和风扇）：储存温度：-20至+60C工作温度：-10至+50C湿度（储存）：最大90%湿度（工作）：最大70%准确度：0.3μm为70%，0.5μm为98%尺寸：71x70x23毫米认证：CE、FCC、RoHSSD011使用PCB作为外壳的一侧，从而降低其成本。接收二极管安装在PCB侧（这是强制性的，因为应避免二极管和LNA之间的任何噪声）。发射器激光器安装在塑料盒上，并通过软线连接到PCB。总之，NovaFitnessSDS011是一款专业的激光粉尘传感器。安装在传感器上的风扇会自动吸入空气。该传感器使用激光散射原理*来测量悬浮在空气中的灰尘颗粒的值。该传感器提供PM2.5和PM10值的高精度和可靠读数。几乎可以立即观察到环境中的任何变化，响应时间不到10秒。标准模式下的传感器以1秒的间隔报告读数。第3步：但是SDS011如何捕获这些颗粒？如前所述，SDS011使用的原理是光散射或更好的动态光散射(DLS)，这是一种物理学技术，可用于确定悬浮液中的小颗粒或溶液中聚合物的尺寸分布曲线。在DLS的范围内，通常通过强度或光子自相关函数（也称为光子相关光谱或准弹性光散射）来分析时间波动。在时域分析中，自相关函数(ACF)通常从零延迟时间开始衰减，并且由于较小的粒子导致更快的动力学导致散射强度轨迹的更快去相关。已经表明，强度ACF是功率谱的傅立叶变换。二极管上捕获的电信号进入低噪声放大器，然后通过ADC转换为数字信号，并通过UART传输到外部。要通过真实的科学经验了解更多关于SDS011的信息，请查看Konstantinos等人2018年的工作，开发和现场测试用于监测PM2.5浓度的低成本便携式系统。第4步：展示成果让我们暂时抛开所有这些理论，专注于如何使用RaspberryPi和SDS011传感器测量颗粒物硬件连接实际上非常简单。该传感器与USB适配器一起出售，以将其7针UART的输出数据与RPi的标准USB连接器之一连接起来。SDS011引脚排列：Pin1—notconnectedPin2—PM2.5:0–999μg/m³;PWMoutputPin3–5VPin4—PM10:0–999μg/m³;PWMoutputPin5—GNDPin6—RXUART(TTL)3.3VPin7—TXUART(TTL)3.3V在本教程中，我使用全新的Raspberry-Pi4。当然，任何以前的型号也可以正常工作。传感器和RPi之间的通信将通过串行协议进行。可在此处找到有关此协议的详细信息：激光粉尘传感器控制协议V1.3。但是对于这个项目，最好是使用python接口来简化需要开发的代码。您可以创建自己的界面或使用互联网上可用的界面，如FrankHeuer或IvanKalchev的界面。我们将使用最后一个，它非常简单且运行良好。文件sds011.py必须位于您创建脚本的同一目录中。在开发阶段，我使用JupyterNotebook，您可以使用任何您喜欢的IDE（例如，作为RaspberryPiDebian包的一部分的Thonny或Geany都非常好）。开始导入sds011，并创建您的传感器实例。SDS011提供了一种使用UART从传感器读取数据的方法。第5步：空气质量指数——AQIAQI是报告每日空气质量的指标。它会告诉您空气的清洁程度或污染程度，以及您可能担心的相关健康影响。AQI侧重于您在呼吸受污染的空气后几小时或几天内可能会经历的健康影响。例如，EPA（美国环境保护署）不仅计算颗粒污染（PM2.5和PM10）的AQI，还计算清洁空气法案规定的其他主要空气污染物：地面臭氧、一氧化碳、二氧化硫和二氧化氮。对于这些污染物中的每一种，EPA都制定了国家空气质量标准来保护公众健康。请参阅上图，其中包含相关的AQI值、颜色和健康信息。如前所述，这些AQI值和颜色与每种污染物有关，但如何将传感器生成的值与它们相关联？一个附加表将它们全部连接起来，如上所示。但是当然，使用这样的表是没有意义的。最后，它是一个简单的数学算法进行计算。为此，我们将导入库以在AQI值和污染物浓度(µg/m³)之间进行转换：python-aqi。使用PIP安装库并进行测试（见上面的代码）第6步：在本地记录数据在这一点上，我们拥有从传感器捕获数据并将它们转换为更具“可读性”的所有工具，即AQI指数。让我们创建一个函数来捕获这些值。我们将依次捕获3个值，取其中的平均值：defget_data(n=3):sensor.sleep(sleep=False)pmt_2_5=0pmt_10=0time.sleep(10)foriinrange(n):x=sensor.query()pmt_2_5=pmt_2_5+x[0]pmt_10=pmt_10+x[1]time.sleep(2)pmt_2_5=round(pmt_2_5/n,1)pmt_10=round(pmt_10/n,1)sensor.sleep(sleep=True)time.sleep(2)returnpmt_2_5,pmt_10上面可以看到测试结果。我们也做一个函数来转换AQI指数中PM的数值：defconv_aqi(pmt_2_5,pmt_10):aqi_2_5=aqi.to_iaqi(aqi.POLLUTANT_PM25,str(pmt_2_5))aqi_10=aqi.to_iaqi(aqi.POLLUTANT_PM10,str(pmt_12_5),returnaqi_10在两个函数的测试结果之上。但是怎么处理它们呢？最简单的答案是创建一个函数来保存捕获的数据，将它们保存在本地文件中：defsave_log():withopen("YOURPATHHERE/air_quality.csv","a")aslog:dt=datetime.now()log.write("{},{},{},{},{}\n".format(dt,pmt_2_5,aqi_2_5,pmt_10,aqi_10))log.close()使用单个循环，您可以在本地文件中定期记录数据，例如，每分钟：while(True):pmt_2_5,pmt_10=get_data()aqi_2_5,aqi_10=conv_aqi(pmt_2_5,pmt_10)try:save_log()except:print("[INFO]记录数据失败")time.sleep(60)每60秒，时间戳加上数据将“附加”到这个文件中，正如我们在上面看到的。第7步：将数据发送到云服务我们已经学习了如何从传感器捕获数据，并将它们保存在本地CSV文件中。现在，是时候看看如何将这些数据发送到物联网平台了。在本教程中，我们将使用ThingSpeak.com。“ThingSpeak是一个开源物联网(IoT)应用程序，可使用REST和MQTTAPI存储和检索事物中的数据。ThingSpeak支持创建传感器记录应用程序、位置跟踪应用程序以及具有状态更新的社交网络。”首先，您必须在ThinkSpeak.com上拥有一个帐户。接下来，按照说明创建通道，记下其通道ID和写入API密钥。创建频道时，您还必须定义将上传到8个字段中的每一个的信息，如上所示（在我们的示例中，将只使用其中的4个）。第8步：MQTT协议和ThingSpeak连接MQTT是一种发布/订阅架构，主要开发用于通过无线网络连接带宽和功率受限的设备。它是运行在TCP/IP套接字或WebSockets上的简单轻量级协议。WebSocket上的MQTT可以使用SSL进行保护。发布/订阅架构允许将消息推送到客户端设备，而无需设备持续轮询服务器。MQTT代理是通信的中心点，它负责在发送方和合法接收方之间分发所有消息。客户端是连接到代理并可以发布或订阅主题以访问信息的任何设备。主题包含代理的路由信息​​。每个想要发送消息的客户端将消息发布到某个主题，每个想要接收消息的客户端订阅某个主题。代理将具有匹配主题的所有消息传递给适当的客户端。ThingSpeak™在URLmqtt.thingspeak.com和端口1883上有一个MQTT代理。ThingSpeak代理支持MQTT发布和MQTT订阅。在我们的例子中，我们将使用MQTT发布。第9步：MQTT发布首先，让我们安装EclipsePahoMQTTPython客户端库，它实现了MQTT协议的3.1和3.1.1版sudopipinstallpaho-mqttimportpaho.mqtt.publishaspublishchannelID="YOURCHANNELID"apiKey="YOURWRITEKEY"topic="channels/"+channelID+"/publish/"+apiKeymqttHost="mqtt.thingspeak.com"tPayload="field1="+str(pmt_2_5)+"&field2="+str(aqi_2_5)+"&field3="+str(pmt_10)+"&field4="+str(aqi_10)#SendingalldatatoThingSpeakevery1minutewhile(True):pmt_2_5,pmt_10=get_data()aqi_2_5,aqi_10=conv_aqi(pmt_2_5,pmt_10)tPayload="field1="+str(pmt_2_5)+"&field2="+str(aqi_2_5)+"&field3="+str(pmt_10)+"&field4="+str(aqi_10)try:publish.single(topic,payload=tPayload,hostname=mqttHost,port=tPort,tls=tTLS,transport=tTransport)save_log()except:print("[INFO]Failureinsendingdata")time.sleep(60)如果一切正常，您必须在thingspeak.com上看到您的频道上也出现数据，如上所示。第10步：最终脚本需要指出的是，JupyterNotebook是一个非常好的开发和报告工具，但不是创建代码以投入生产的工具。您现在应该做的是获取代码的相关部分并创建一个.py脚本并在您的终端上运行它。例如，“ts_air_quality_logger.py”，您应该使用以下命令运行：这个脚本以及JupyterNotebook和sds011.py可以在我的存储库中找到RPi_Air_Quality_Sensor。请注意，此脚本仅适用于测试。最好不要在最终循环中使用延迟（将代码置于“暂停”状态），而是使用计时器。或者对于真正的应用程序，最好不要使用循环，让Linux编程为使用crontab定期执行脚本。第11步：将显示器带到室外我的RaspberryPi空气质量监测器开始工作后，我将RPi组装在一个塑料盒中，将传感器放在外面，然后放在我家外面。做了两次实验。第12步：汽油发动机燃烧传感器被放置在距离Lambretta的煤气灶大约1m的地方，并且它的电机开启。电机运行了几分钟，然后关闭了。从上面的日志文件，我得到的结果。有趣的是确认PM2.5是由电机产生的最危险的颗粒物。第13步：木材燃烧我意识到传感器数据瞬间“超出范围”并且没有被AQI转换库很好地捕获，因此我更改了之前的代码来处理它：defconv_aqi(pmt_2_5,pmt_10):try:aqi_2_5=aqi.to_iaqi(aqi.POLLUTANT_PM25,str(pmt_2_5))aqi_10=aqi.to_iaqi(aqi.POLLUTANT_PM10,str(pmt_10))returnaqi_2_5,aqi_10except:return600,600您应该使用移动平均线来真正获得AQI（至少每小时一次，但通常每天一次）。第14步：结论有关详细信息和最终代码，请访问我的GitHub存储库：RPi_Air_Quality_Sensor。

电路城有很多优秀的设计项目方案，一直深受广大电子工程师的欢迎，但随着时间和为数众多的内容资源更新，很多优质的资源沉下去了，为激活以往受欢迎的电路项目方案，我们对此按主题进行整理呈现出来，以飨读者。众所周知，ToF是3D深度视觉其中的主流方案之一，ToF技术应用广泛，譬如手机、VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域都开始大显身手。如此受欢迎的技术，电路城本次就为大家推荐部分关于ToF电路解决方案，希望可以帮到大家。后续更多技术主题项目方案分享，敬请关注电路城（Cirmall.com）。1.通过3DToF影像传感器及跟踪与检测算法统计定区域人数（电路原理图+参考设计）采用3D飞行时间(ToF)的需求控制通风人数统计参考设计是一种子系统解决方案，它使用TI的3DToF影像传感器以及跟踪和检测算法对给定区域中的人进行计数，可实现高分辨率和高精度。该传感器技术是在标准CMOS中开发的，使系统能够以较低的系统成本实现很高的集成度。由于ToF影像传感器以三维处理可视化数据，因此传感器可以检测到人体的精确形状并以前所未有的精度跟踪人的移动和位置（包括微小的移动变化）。因此，ToF摄像头能够比传统监控摄像头和视频分析更加高效地执行实时人数统计和人员跟踪功能。特性精度：>90%可配置的响应时间、可实时或定期提供的占位数据宽视场：H74.4ºxV59.3º3DToF摄像头独立于环境光，甚至能够在黑暗中工作自动照明四个NIR激光可提供较大的照明区域短漫射激光脉冲可提供固有的眼睛安全性在嵌入式平台上运行。附件内容包括：马上点击下载2.用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法各种应用（如激光安全扫描仪、测距仪、无人机和制导系统）中都利用了用于高精度测量距离的飞行时间(ToF)光学方法。该设计详述了基于高速数据转换器的解决方案的优点，包括目标识别、宽松的采样率要求和简化的信号链。该设计还解决了光学器件、驱动器和接收器前端电路、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和信号处理。特性测量距离为1.5m至9m距离测量平均误差小于±6mm，标准偏差小于3cm5.75W脉冲905nm近红外线激光二极管和驱动器，平均输出功率小于1mW激光准直和光接收器聚焦光学器件125MSPS15位ADC和500MSPS16位DAC信号链具有基于DFT的距离估算功能的脉冲ToF测量方法马上点击下载3.基于STToFVL53L1X人脸识别门禁测温系统方案面对突如其来的疫情，各行各业都在努力用专业为战“疫”助力。体温测量和人员追踪是此次防控疫情的重要手段。随着各地陆续复工，写字楼、园区等上班场所为测体温排起长队的现象多有出现。如何既能完成体温排查，又能减少对人们正常工作生活的影响，以及避免因排队测温引起的病毒传播风险，成为社会复工过程中的一个重要需求。STToFVL53L1X产品助力人脸门禁测温系统，该方案ToF主要工作目的是，上报被测人脸和热电堆传感器的距离，以便算法对热电堆传感器精度的衰减进行温度补偿，这样能大大提高体温的测量精确度。虽然ToF的代码里面能够返回的不仅仅是距离的数据，还有返回的光子量以及环境光干扰，但是对于大部分产品的应用来说，都是需求ToF的测量距离，本方案也是需求ToF的测距数据，然后根据被测量人脸的距离用算法来对温度进行补偿，温度的检测一般都是有一定的衰减，只有通过算法的加持，才能保证产品的精确度。马上点击下载本文由电路城综合整理

门禁系统是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，也是毕业设计、课程设计的大热门，整理了电路城8个门禁系统的设计方案，感兴趣的可以参考学习。1、基于STM32单片机智能门禁门铃热释人体感应光照报警+RFID门禁电磁锁设计-（原理图+程序源码）本设计由STM32F103C8T6单片机核心电路+拨动开关选择电路+按键电路+高亮LED灯电路+LCD1602液晶显示电路+蜂鸣器报警电路++光敏电阻检测光照强度电路+热释红外感应模块E18电路+电源电路组成。1、通过热释红外传感器检测是否有人，如果有人靠近门时，液晶屏提示亮并显示欢迎词：Welcometohome!，夜间探测到有人时开灯，灯用9个高亮LED灯设计，无人时，关灯。2、主人可设定门禁系统工作状态，家里有人和无人两种状态。通过一个拨动开关设置，拨上去，液晶显示有人：Somebody！，拨下来液晶显示没人：Nobody！有人时，客人按下门铃，蜂鸣器鸣叫提示，无人时，客人按下门铃，无任何反应。3、门外人员逗留时间超过一定时间则发出报警信息。https://www.cirmall.com/circuit/194902、基于STM32单片机的智能门禁系统设计-LCD1602-RFID--（源码+电路图）本设计由STM32F103C8T6单片机核心板电路+LCD1602液晶显示电路+RFID模块电路+按键电路+继电器电路组成。1、匹配卡刷卡后，继电器闭合（3秒后断开）2、通过按键可以输入密码，1602液晶显示密码，密码输入正确后，继电器闭合（3秒后断开）。密码默认0000。https://www.cirmall.com/circuit/197463、参赛-门禁系统完整设计项目（原理图+PCB源文件+源代码等）基于ATmega328（ATmega328数据手册）单片机设计，具有通话、振铃、摘机、通话、开锁功能，还要有键盘和显示电路。门禁系统设计思路：系统用到AD、UART、PWM、SPI，考虑成品的体积，采用arduinonano语音采样使用驻极体麦克风，经200倍前置放大，再进行8位AD采样，采样率8kHz，可达到电话音质，满足需求门禁系统通信的特点是多对一，距离10~100m，通信速率要满足语音通信、控制信号传输，因此采用485通信，通信速率512Kbps语音播放使用8位PWM，功放芯片采用常见的LM386显示屏采用Nokia5110，SPI通信键盘采用10位ADC键盘，16个按键开锁电路使用继电器实现https://www.cirmall.com/circuit/24124、51单片机RFID智能门禁系统红外人流量计数统计102-（pcb+源码+电路图+参考文档）本系统由STC89C52单片机核心板、RFID读卡器模块、继电器、LCD1602液晶显示、蜂鸣器报警、红外避障传感器及电源组成。1、匹配过的RFID模块检测到刷卡后，继电器闭合。液晶上显示通过字样。3s左右后，继电器自动断开。表示刷卡成功，闸门打开，人员通过。2、没匹配过的RFID卡刷卡后，继电器不闭合，如果刷入没有写入系统卡蜂鸣器报警，且液晶上的显示不通过字符。3、通过红外避障传感器计数，如果感应到有人，液晶上计数加1。https://www.cirmall.com/circuit/179565、基于STC89C52的IC门禁密码锁电路方案设计（源码+pcb）功能：（1）对IC卡进行读卡功能（2）添加管理卡功（3）增加、删除用户卡功能（4）更改管理卡（5）更改密码（6）键盘控制管理卡操作（7）蜂鸣器实现刷卡提示（8）led灯提示https://www.cirmall.com/circuit/171476、STM32的RFID智能门禁系统设计(带源码+原理图+PCB等资料)STM32F103单片机+LCD1602液晶显示+RC522射频卡+蜂鸣器报警+功能按键+继电器模块功能描述1.LCD1602液晶显示当前信息2.按键对当前的ic卡进行注册、删除、返回3.注册成功后，刷卡成功继电器打开4.感应到IC卡后会进行蜂鸣器提醒https://www.cirmall.com/circuit/175197、基于51单片机RFID门禁系统设计方案(源程序+原理图+BOM表)本系统由STC89C52单片机电路+RFID传感器模块+LCD1602液晶显示电路+继电器电路+按键电路+电源电路组成。1、通过RFIDMC522读取卡片信息。2、通过按键可以卡号、删除卡号，具有掉电不丢失功能。3、如果卡号和录入的卡号库的信息一致，则继电器闭合，否则继电器不动作（继电器默认断开）。4、继电器闭合后，可以通过按键进行断开处理。https://www.cirmall.com/circuit/157348、虹膜门禁系统设计方案SW-IRCTL虹膜门禁的工作原理是：采用虹膜识别、13.56M卡片识别技术对门进行智能控制。在对虹膜信息采集或者M1卡内部信息读取之后，与内部存储的信息比对，查看是否为有效的信息，比对通过，打开门，否则不予开门。可以通过上位机客户端软件进行对存储人员信息进行增加、修改、删除等操作，打开电子锁的时间可以手动调节。产品主要应用方向：对进入人员身份有严格要求的场所，采取虹膜生物识别技术，也可以采用M1卡或者身份证识别，根据自己要求选择验证方式。产品备有可充电电池，在意外停电时，电池可以给系统供电，维持门禁系统正常工作，出门使用门内开关打开门，门外需要使用手机移动电源连接虹膜设备给其供电，维持正常工作。再来电后，电路板会自动给可充电锂电池充电。产品主要功能：智能控制门的开关。通讯功能：支持TCP\IP通讯。https://www.cirmall.com/circuit/15943

随着黄金，白银等贵金属价格的飙升，人们投资黄金的热情不断高涨，投资类金条屡次签出大单，黄金饰品销量也随之攀升，越来越多的家庭开始拥有黄金、珠宝首饰等贵重物品以及大量现金或房产证等，这些贵重物品的保管成了一个难题。传统的保险箱虽然有防火，防盗，防潮等功能，但还存在很多弊端，主要表现在物主不在家中贵重物品被盗时物主不能及时被通知，也不能捕捉犯罪证据，报警后也难以立案，给办案人员增加了不少困难。世平集团合作伙伴升润推出基于TICC2541保险箱，不但提供多种报警方式，可以将家中保险箱信息及时发送至您的手机，而且支持后台安全数据管理，设置多帐户密码管理，增加您的财产安全性，让您出门出的放心。►方案方块图►核心技术优势①本方案可支持后台安全数据管理、多帐户密码管理。②本方案支持多种报警方式。③本方案支持G-sensor位移报警、震动感应报警、温度监测报警。►方案规格①本方案支持应急灯报警显示。②本方案采用TICC2541作为主芯片，CC2541是2.4GHz蓝牙低功耗系统级芯片(SoC)，支持250kbps,500kbps,1Mbps和2Mbps数据速率。来源于大大通。

1.中小型视频监控概述近年来，随着经济的快速增长、社会的迅速进步，校园、工厂园区、中小企业、楼宇等领域对安全防范和现场记录报警系统的需求与日俱增，视频监控在工作、生活各方面得到了非常广泛的应用。而传统的中小型规模的视频监控系统存在着较大的局限性：模拟化：设备投资大、施工布线难度高、传输距离受限且不易扩容。清晰度低：由于信号衰减和被干扰，监控图像较模糊。存储消耗大：模拟视频未经压缩或者压缩比较低，存储消耗很大。性能低：分发性能、录像性能低，需要配置较多的服务器和存储设备。可靠性低：系统关键部件缺乏可靠性设计，系统容易故障。华为依托对IP化、网络、存储等技术的深刻理解，同时也积极理解各中小型企业客户的需求，致力于提供高清晰、高可靠、高性能、可管理的中小型视频监控系统。2.华为SmartNVR智能视频监控平台华为针对传统的监控系统局限性，推出以数字视频编码压缩技术为核心，以数字网络和数字存储为承载，以实时监控、录像、录像回放、监控中心、电视墙为主要业务，集报警探测、报警联动、报警防范、智能分析于一体的新一代数字化、智能化、网络化视频监控系统SmartNVR系列。AllInOneSolution华为SmartNVR提供一体化设计理念，SmartNVR100采用纯软件化设计，SmartNVR3000将平台软件与存储设备集成，形成AllInOne的解决方案，帮助客户实现快速安装、快速部署，同时提供简单便捷的使用和维护方式。统一的管理能力完善的管理模式。y提供自动部署、远程维护、统计报表、告警管理等功能，真正做到“安装简单、部署简单、使用简单、维护简单”。全面的硬件监控功能。y专用的管理模块提供对服务器的硬件智能监控功能，符合IPMI2.0标准。支持CPU、内存等热关键器件及整机环境温度实时监控，支持风扇转速实时监控。高效可靠的存储（SmartNVR3000）支持RAID5功能，保证磁盘高利用率的同时，提供高可靠的存储环境。提供10个可热插拔的、容量为2TB的3.5“SATA录像存储硬盘。使用RAID5创建磁盘阵列后，系统可提供的存储容量高达16TB，可满足100路D1分辨率（2Mbps）的摄像机存储7天的需求。智能业务集成（SmartNVR3000）智能分析系统是采用视频处理和行为识别等先进的技术，对视频信号进行自动分析和监测，降低使用成本，提升监控效率和准确性。华为智能视频监控系统提供统一的接口，方便集成各种智能分析模块，如入侵检测、绊线检测、遗留检测、移走检测、路径检测、突然出现检测、突然加速检测等。节能环保，降低TCO（SmartNVR3000）支持降频功能，在处理器低负载下主动降低工作频率来降低计算能耗采用优化的散热设计，根据热关键器件温度综合调节风扇转速，节能的同时降低了噪音并提高风扇的可靠性支持实时系统功耗监测，系统实施综合节能策略，每年为用户节省数以万计的能源成本3.典型组网4.典型应用场景校园监控应用需求：规模：十几~几十路等；价格比较敏感，要求高性价比重点监控区域为大门口、围墙、教室、走道等需要与报警、红外对射以及扬声器等功能联动典型组网：楼宇监控应用需求：规模：几十~一百路；重点监控区域为各出入口、电梯、走道、地下车库等需要与红外报警、烟感报警、门禁以及扬声器等系统联动典型组网：小区监控应用需求：规模：十几~几十路等；重点监控区域为道路、围墙、花园、车库、门口、电梯等重点防护区域；若用户希望在家里安装视频监控，可通过VPN专网方式，通过严密的权限控制，实现特定用户的远程浏览。典型组网：工厂监控应用需求：规模：十几~几十路等；重点监控区域为厂区、车间、围墙、花园、车库、门口、电梯等重点防护区域；需要与烟感报警、红外对射、门禁以及扬声器等功能联动；典型组网：来源：维库电子市场网

随着经济的快速发展和人们的收入的不断提高，对居住房子的舒适性要求也提升到了更高的档次，但是这类高尚豪华的住宅社区，确也成为了盗窃、抢劫等犯罪分子下手的目标。通过无线视频监控—“看家宝”可以帮你做好安全防盗工作，解决安防难题，有效打击入室犯罪，保护业主房内的人身及财物更有力的安全保障。人们生活节奏的提高，照顾家庭的时间越来越少。无线视频监控—“看家宝”能帮你随时随地的关注家里的老人、小孩、行动不方便的人士情况，对一些紧急和突发的情况做出最快的处理。家居无线视频监控系统—看家宝，是对远程目标和受监测点进行监控管理体系中的一个重要组成部分，是一种高科技智能型的综合系统。它可以通过摄像机或其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监控场地的一切情况，解决了传统的网络无法实现布线而又必须远程监控。本系统广泛应用在：家居安全，防盗，智能家居等方面。当有人入室盗窃或发生火灾等情况系统可以把实时的现场视频传输至你的电脑。录像以便有关部门更快的破案，也可以成为犯罪分子定案的证据。系统结构：系统由四个部分组成：1.现场视频采集端（看家宝）2.视频传输网络（互联网）3.视频转发服务器4.远程电脑端。采集端：前端监控设备按照室内、室外的不同环境可以选择不同的设备：在室内，可以直接采用W610、W611、W612室内型wifi技术监控产品—看家宝，也可选择G610室内型3G监控技术产品—千里眼。看家宝千里眼的镜头可以选择（镜头的作用主要是清晰度，范围）连入的形式是无线的，看家宝可以固定按照在墙上也可以摆放在柜子上，随时可以换位。室外型的可以选择室外防水型的产品，也可以选择太阳能供电的W510型wifi监控产品+室外型摄像机。视频传输网络：传输采用无线和有线的方式都可以实行，有线方式是：家里有线方式接入互联网（如：ADSL/以太网/专线等）监控产品通过路由器无线的wifi信号接入互联网，这样充分的利用互联网的经济方便的特性。3G无线方式是通过中国联通、中国网通、中国移动的3G网络实施。视频转发服务器：VM100视频转发服务器是新一代的网络视频集成化监控中心平台，是一个集成WEB服务、管理、和认证、数据库、存储、转发、回放等六大功能模块我一体的监控平台。监控端：用户可以在世界任何地方任何世界只要能上互联网的电脑就以随时关注到你的家，你所牵挂的地方。应用领域：应用于各种环境wifi超远距离传输，包括：●家庭居家无线视频监控●宾馆无线视频监控●工厂厂房无线视频监控●医院无线视频监控●公司办公楼无线视频监控●公共场所无线视频监控●车间、仓库、财务室无线视频监控●商铺无线视频监控来源：维库电子市场网

1系统硬件组成与网络架构摄像机硬件核心采用三星公司推出的基于ARM9架构的S3C2440A芯片，该处理器主频达到400MHz可以满足实时压缩，MJPEG视频流可以达到320×240分辨率25fps的性能要求。外围搭配64MBSDRAM、256MBNANDFlash,网络功能由DM9000以太网MAC控制芯片负责，摄像头模块由USB控制器控制，系统供电由3片LM71117组成，分别输出3.3V、1.8V、1.25V电压，辅助外围接口构成摄像机硬件结构。S3C2440A系统硬件框图如图1所示。图1S3C2440A系统硬件框图网络摄像机是互联网上的TCP/IP设备，系统网络拓扑图如图2所示。其中在家庭区域内根据安防的特点在大门走廊、客厅内、阳台区域分别布置摄像机，再由网线连接到路由器，配置路由器参数映射每个摄像机独立端口与IP地址，即完成Internet接入。远端由固定位置的PC机，移动位置的3G笔记本和随身携带的3GAndroid手机组成，PC机可以通过WEB浏览器访问与控制网络摄像机，Android手机通过客户端实现实时访问。图2系统网络拓扑图2系统软件设计2.1网络摄像机软件设计搭建摄像机需要Linux系统环境，首先移植Bootloader,对Linux2.6.32内核进行裁剪，加载LinuxUVC（USBvideodeviceclass）驱动及相关驱动，将编译好的Linux系统镜像烧写到ARM板NandFlash中，对Bootloader设置启动引导地址，即完成软件运行环境搭建[2]。分析网络摄像机性能需求与拓展性，须满足下列条件：◆视频监控实时性；◆支持多客户端同时连接；◆图像识别算法或预留接口；◆功能模块化满足后期开发可扩展。因此，采用多线程架构与互斥锁机制来保证实时性、模块化的思想设计代码结构。软件程序主流程如图3所示。图3软件程序主流程其中主要实现如下功能。①初始化LinuxV4L2接口，必须按照V4L2标准结构初始化结构体，其中包括structv4l2_capabilitycap;structv4l2_formatfmt;structv4l2_bufferbuf;structv4l2_requestbuffersrb;structv4l2_streamparmsetfps。此外将视频设备名、视频宽度、视频高度、帧率、视频格式和抓取方法传递给函数init_videoIn（structvdIn*vd,char*device,intwidth,intheight,intfps,intformat,intgrabmethod）实现初始化。值得注意的是众多USBcamera并不支持JPEG格式视频流直接抓取，针对YUYV格式抓取却有广泛支持。后期进行图像识别算法操作时直接分析YUYV原始图像数据，将节省JPEG压缩数据转换为原始图像数据的大量运算开销，因此采用YUYV抓取模式。②创建核心图像处理线程。在该线程内实现：抓取功能。◆UVC设备单帧抓取，uvcGrab（structvdIn*vd）函数实现单帧YUYV格式的原始图像拷贝到内存，采用高效的mmap内存映射方法读取；◆JPEG核心算法实现，JPEG压缩算法占用大量CPU时间，下一小节将详细讨论。③创建套接字接口。为实现多用户同时连接网络摄像机，必须采用socket服务线程，每当有新用户连接同时产生一个新线程与之对应，实现多用户端同步监控。④搭建基于Web浏览器访问方式的web主页。嵌入式设备资源有限，轻量级的WebServer主要有：Boa、Httpd、Thttpd等。本设计选用开源的Boa、交叉编译Boa源码配置boa.conf文件，配置系统etc自启动shell加入Boa程序，将编写HTML页面文件放入系统中对应的www目录后即可正常工作。2.2MJPEG压缩算法研究与实现MJPEG（MotionJointPhotographicExpertsGroup）视频编码格式，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑。MJPEG单帧压缩算法为JPEG（JointPhotographicExpertsGroup）。人眼视觉生理特性决定眼睛对构成图像的不同频率成分具有不同的敏感度。JPEG压缩是有损压缩[3]，但损失的部分是人类视觉不容易察觉到的部分，利用眼睛对色彩域中的高频信息部分不敏感的特点，节省大量需要处理的数据信息。一帧原始图像数据对其进行JPEG算法编码过程分两大部分：①空间冗余度，去除视觉上的多余信息；②结构（静态）冗余度，去除数据本身的多余信息。JPEG编码中主要涉及包括：DCT、zigzag编码、量化、RLE编码、范式Huffman编码、DC（直流分量）的编码。JPEG编码流程如图4所示。图4JPEG编码流程DCT（DiscreteCosineTransform）变换，又称离散余弦变换是可逆的、离散的正交变换。它将原始图像色彩空间域转换为频谱域。由于相邻两点像素色彩很多是接近的，压缩这些不需要的数据必须利用图像信号的频谱特性。JPEG压缩原理的理论依据是图像信号频谱线大都分布在0~6MHz范围内，而且一幅图像内大多数为低频频谱线，而高频的谱线只占图像比例很低的图像边缘或者细微纹理细节的信号时才出现。根据这一特性，在做数字图像处理时对包含信息量大的低频谱区域分配较多的比特数，相反的对于包含信息量低的高频谱区域分配较少的比特数，达到图像压缩的目的，而图像质量并没有肉眼可察觉的降低。除了DCT变换，常用的变化算法还有：WalshHadamard沃尔什哈达玛变换、哈尔变换、傅氏变换等。DCT变换公式为：时C（u）=1,C（v）=1.f（i,j）经过DCT变换之后，F（0,0）是直流系数，其他参数时为交流系数。经过DCT变换后一幅图像的DCT系数块集中在8×8矩阵的左上方，这里直流DC系数幅度最大，这一矩阵区域集中了图像的大部分低频频谱分量，离矩阵左上角越远的高频频谱几乎不含图像信息。变换过程本身虽然并不产生压缩作用，但是变换后的频率系数却非常有利于码率压缩。量化是对DCT系数的一个优化过程，利用了肉眼的高频不敏感特性对数据进行大幅压缩。整个过程是简易的把频率域的每个成份除以对应的常数，并对结果四舍五入取整，整个流程的目的是减少非零的系数以及增加零值系数数目。量化是有损运算，是图像质量下降的主要因素。对于人眼对亮度与色差的敏感性不一致，分别使用亮度量化表与色度量化表。对量化后的数据采用zigzag蛇形编码，这是因为交流分量中含有大量的零值，zigzag编码可以产生更多连续的零值，对下一步使用行程编码非常有利。行程编码（RunLengthCoding）是一种根据相同数据连续重复多次的情况简化表示的算法。例如，5555333333999按照行程编码表示为（5,4）（3,6）（9,3）可以对数据，尤其是大量的零值压缩数据长度。编码后的数据还须通过Huffman编码来压缩，Huffman编码的最大特点是使出现频率较高的数字小于8位，而出现频率低的数字大于8位，这使得数据大幅压缩。到此数据的压缩过程结束，对压缩后的数据按照JPEG文件格式要求进行保存，加上文件开始标记StartOfImage=FFD8，文件结束标记EndOfImage=FFD9，量化表标记DefineQuantizationTable=FFDB，霍夫曼编码表标记DdfineHuffmanTable=FFC4，帧开始标记StartOfFrame=FFC0等标记，再加上图片识别信息字节标记就最终形成完整的可用于传输或存储的JPEG帧图像，通过套接字接口不间断地发送JPEG图像即形成MJPEG视频流。为提高CPU效率，减少进程间切换产生的开销，将压缩算法函数集成到单一线程里。JPEG核心压缩编码函数MCUcode实现如下：uint8_t*MCUcode（S_JPEG_ENCODER_STRUCTURE*enc,uint32_timage_format,uint8_t*output_ptr）{DCT（enc﹥Y1）；//DCT离散余弦变换函数quantization（enc,enc﹥Y1,enc﹥ILqt）；//量化函数，亮度量化表量化并按照zigzag排列存储output_ptr=huffman（enc,COMPONENT_Y,output_ptr）；//霍夫曼编码函数DCT（enc﹥Y2）……DCT（enc﹥Y3）……DCT（enc﹥Y4）……DCT（enc﹥CB）；//DCT离散余弦变换函数quantization（enc,enc﹥CB,enc﹥ICqt）；//量化函数，色度量化表量化

作为大数据的直接应用领域的安防，伴随大量数据的产生而逐渐运用于建设平安城市，尤其是以视频监控为主要特征的数字安全监控（DigitalSecuritySurveillance,DSS）领域。我们所居住的城市中有无数的高清摄像头，涉及治安监控、指挥通信、侦查破案、规范执法、社会服务等，视频接入规模从几千到几十万，每天产生海量数据，这些规模庞大、形态复杂的数据极富分析价值。2013年年初，南京警方为了抓捕一名在逃嫌犯，调动了两千警力，因为所有的摄像头没有联网，只能绕道各个小区、派出所、楼宇去拷数据，当时整个南京市所能买到的存储设备几乎都被警方买空。这个案例说明：第一数据需要联网，第二大数据一定要存储好，第三大数据必须经过分析和挖掘才有价值。建设平安城市的过程伴随大量数据的产生。从模拟到数字，从标清到高清，从DVR到NVR,从视频监控到物联网，安防行业大数据浪潮已经袭来。先进、全面的大数据解决方案应覆盖计算、网络、存储、安全以及管理平台，可把非结构化、碎片化的数据变得相对可管理、可利用，进而挖掘其价值所在。未来十年数据将增加44倍，其中80%为非结构化数据，这份来自中国互联网协会的预测同时显示，从诸如移动通讯记录、社交网络的交互数据，到视频监控、环境监测的传感数据，这些数据的显着特征为海量、多样、快速。它们不像传统数据库的数据那么易于管理和分析，在为整个IT行业带来机会的同时，也提出了更高的要求。英特尔大数据解决方案，布局智能安防英特尔的理念是在端到端的安防行业，全面实现数据的挖掘、分析、管理和传输，其全面的大数据解决方案覆盖计算、网络、存储、安全以及管理平台，可以满足安防产业多样性的需求。计算平台包括入门级的凌动、酷睿处理器，以及高性能的至强处理器；在网络领域，英特尔拥有千兆、万兆网卡产品线；作为Hadoop的重要合作伙伴，英特尔提供的Hadoop发行版能够为海量数据的存储和处理提供灵活的支持，在这个开放的平台之上，合作伙伴也可以更加自如地融入自己的创新；通过收购全球最大的专业安全技术公司迈克菲，英特尔得以提供诸多可靠的安全解决方案；在后台管理和服务方面，英特尔的NM节点管理可以帮助降低能耗。这些基于英特尔架构的技术不仅广泛应用于后端运算系统以及开发系统中，同时也在DSS前端和边缘设备中发挥着巨大作用。前端是大量基于X86架构的终端设备，在网络边缘有接入服务器，存储服务器和应用服务器在后台进行分析。海量数据通过分布式文件系统管理起来，进行定型、分析，最后建立实时的数据库，把非结构化、碎片化的数据变成相对可管理的、可利用的，进而挖掘其价值所在。这种端到端的安防解决方案不仅可以帮助DSS设备开发商缩短产品的研发和上市时间，降低开发成本，同时强大的计算性能以及基于互联网应用的开放平台也进一步加速了安防行业向数字化、高清化、智能化和网络化的发展步伐。大数据安防在智能交通领域的应用在智能安防领域有一些不同的观点：有的观点认为智能应该前移，比如通过摄像头进行智能分析；有的观点认为要向边缘移，也就是在NVR、DVR边缘服务器上进行分析；还有观点认为要放在后台，因为前端要经济可靠。其实在这三个节点上，英特尔认为都可以实现智能应用。以智能交通为例，无论抓拍的是抽象图像还是视频，里面有大量的元素是重复、没有意义的，抽取出有价值的元素、传输到后台，可以大大减少带宽压力、网络以及后台的开销。据IHS预测，到2017年底，交通系统每天产生457PB视频原始数据。如果我们通过实时视频分析进行数据抽取，数据量可以降低6成，还能解决带宽和后端存储容量问题。更重要的是，除车牌外，这些元素还包括个人的特征，可为之后的智能分析提供元素，甚至一些数据的向量。通过视频的智能分析，可以实现诸如抓拍逆行、闯红灯、车牌识别、车流统计的功能。视频智能分析并不高深，难点在于如何把它与嵌入式设备整合，从而进行编写、编译、调优。随着X86架构进入安防行业，这些事情变得越发容易。英特尔于今年6月发布了第四代英特尔酷睿处理器系列，对显卡（GPU）功能进行了重大升级，并改进了计算性能和能耗，为互联、托管和安全的智能系统而设，非常适于数字监控环境。在这个GPU里面，英特尔提供一套媒体软件开发包（mediaSDK），帮助调动显卡性能。当GPU的硬件性能和硬件加速处理全部调动起来，CPU就能专注于大量的复杂运算。此外，mediaSDK还能帮助工程师开发相关智能分析软件，进行模块化的处理。英特尔平台虽然在不断演进，但是基于SDK之上的应用程序，可以轻易复用，不仅软件代码可以轻易地复用，还能在网上找到很多开源代码，便于节约成本。携手生态系统，助力平安城市建设在DSS领域，英特尔与配件、中间件厂商、系统集中商、方案提供商等生态系统合作伙伴紧密合作，成功服务了北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳大运会等重大安保项目。例如，博康智能网络科技、海康威视、东方网力、华北工控、九州创冠、研祥、中国安防等多家安防企业都与英特尔展开了合作，推出了基于英特尔架构的多种个性化的智能数字监控解决方案。作为国内最大的X86系统ODM厂商，深圳市智微智能科技开发有限公司（JWIPC）凭借与英特尔的核心合作，完成了X86架构下嵌入式系统的全产业链布局，包括智能安防领域。JWIPC希望将“数据中心+大联网”的系统组织模式复制到IT以外的领域，首要应用就是安防。其基于凌动、酷睿以及至强处理器的安防NVR系列，既有新技术的先发优势，又可体现差异化、定制化的开发能力。虽然进入安防行业不久，但JWIPC凭借NVR整机产品迅速在业界占稳一席之地，满足了安防市场对于高清化、智能化产品的需求。安防行业大数据浪潮已经袭来，IT技术在安防行业的应用将彻底改变传统格局。英特尔致力于与合作伙伴一起，助力中国“平安城市”建设，为中国城市打造一个更加美好的未来。来源：维库电子市场网

本文主要详解基于单片机的智能安防报警系统设计方案，我们以基于STC89C52单片机设计的方案来介绍，首先介绍了STC89C52引脚图及功能，其次阐述了基于STC89C52单片机的智能安防报警系统的硬件、软件、系统测试等方面的内容，具体的跟随小编来详细的了解一下。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52引脚图及功能STC89C52引脚说明：VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节;在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在线系统编程用）P1.6MISO（在线系统编程用）P1.7SCK（在线系统编程用）P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能：RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。基于单片机的智能安防报警系统设计方案本设计提出了一个基于STC89C52单片机控制GSM的智能家用报警系统，对房屋灾情进行实时监控和报警。系统使用温度传感器对室内温度进行检测并且在数码管显示;使用热释电红外传感器检测屋内是否有人非法侵入，检测数据传入单片机，单片机对数据进行分析和处理，若有异常，进行蜂鸣报警，并控制GSM系统向主人发送信息。该智能报警系统可以根据环境变化及时做出反应，从而保证家居环境的安全。一、系统硬件设计1、系统总体设计系统基于STC89C52单片机，主要的模块有热释电红外传感模块、温度检测模块、蜂鸣器报警模块、数码管显示模块和GSM短信报警模块。系统整体框架如图1所示。2、温度检测及显示模块设计温度检测及显示模块采用数字温度传感器DS18B20，DS18B20数字温度计接线方便，封装成后可应用于多种场合，耐磨耐碰，体积小，使用方便，并且具有超强的稳定性和卓越的灵敏性。温度检测电路如图2所示。3、热释电红外传感模块设计热释电红外传感模块主要用来对室内是否有人体进行检测，主要由热释电红外传感器RE20HDB和BISS0001处理芯片构成。BISS0001是CMOS类具有独立的高输入阻抗运算放大器，可以与多种传感器匹配，进行信号处理，能有效的抑制其他信号的干扰，稳定性高，调节范围广。若有人进入热释电红外传感器的扫描范围内，RE200B产生微弱的电压变化使得芯片被触发，经过BISS0001芯片的两级放大后，在VO信号输出端产生3.3V左右的电压;当没有人经过时，VO端输出0V，输出电压送入单片机进行判断和处理，从而实现了人体检测。4、GSM短信报警模块设计GSM模块主要由TC35i、电源电路、串口电路和GSM保护电路组成。TC35i新版西门子工业GSM模块是一个既支持英文短信又支持中文短信息的工业级GSM模块，支持数据和语音两种格式的SMS短信发送形式，且格式的设置都可通过AT命令来实现。TC35i短信模块体积小、重量轻、耗能低，具有SIM应用工具包和AT命令集控制等优点。电源电路为GSM提供合适的电压。GSM保护电路用于防止供给电压过大。二、系统软件设计系统以C和汇编语言为编程语言。该系统通过传感器对室内环境条件进行检测，检测数据传送给单片机，由单片机对数据进行处理并采取相应措施。系统程序流程如图3所示。系统启动之后，首先进行初始化操作，为了能够及时显示温度以及对非法入侵报警，系统采用中断技术，使用单片机定时中断TO，每隔500ms中断一次。打开中断后，系统开始进行工作，当有人进入时，系统调用GSM短信发送程序，并进行蜂鸣器报警，为了让报警产生效果，将报警时间延迟2分钟。GSM发送短信程序设计的流程图如图4所示。三、系统测试系统软硬件设计完成后，对各模块进行测试。接通电源后，数码管能够正常显示当前室内的温度，并且随室内温度的改变而改变，表明温度检测和显示模块功能正常;然后，对是否能够检测到人体进行了测试，当有人进入热释红外传感器扫描范围内时，系统报警并且发送短信息到指定手机，没有人体进入时，系统不报警，表明报警和短息通知功能正常。因此，该系统的温度检测、显示、报警和发送短信功能均正常。四、结论此家用报警系统，主要以防盗和室内温度检测为主，防盗报警体现于发送短信报警和驱动蜂鸣器报警，室内温度检测主要将其显示于数码管。整个设计的创新点在于系统的自动化和智能化，实用性强。使用简单实用的传感器，融合声、温、电、网络信息传输等技术，系统易于实现。此外，系统的设计思想为智能家居、智能安防等系统的开发提供参考价值。转载自——维库电子市场网

1、引言监狱对于其安防系统设计具有高安全性、稳定性和实时性的要求。目前，监狱系统中所采用的视频监控系统、报警系统以及门禁系统等都是基于有线通信，这就使得一些不便于布线的区域成为了安防监测的盲区，另外，一成不变的监测区域也给犯罪分子以可乘之机。为预防服刑人员斗殴、自残、自杀、越狱、袭警等违法犯罪活动，及时准确地掌控和调阅监狱暴力现场、越狱行为等信息资料，构筑人防、物防、技防三位一体的安全防范体系，提出了一种基于无线传感器网络的监狱安防系统设计方案。采用无线代替有线可以带来诸多好处，如，减小部署难度、降低维护成本和增加灵活性，尤其是在那些不能布线或者不便布线的区域。正如西门子楼宇技术组的首席技术专家HelmutMacht所说：“无线通信的创新使越来越多的有线通信将被取代”。然而，由于监狱内部环境的特殊性，在监狱内部采用无线技术会面临很多问题。首先，采用无线技术会面临多径传输干扰、传输冲突和障碍物反射等问题，这些问题会影响无线网络的可靠性和可扩展性，影响宽带通信的数据吞吐量；其次，由于现有绝大多数监测系统都是基于有线网络来设计的，因此，其原有的高层应用和协议要在无线网络上应用必须作相应的改进；另外，无线技术要在监狱安防系统中广泛应用，设备的成本问题也是一个重要的因素，无线通信模块必须适合监测系统的低成本要求。本文所研究的基于无线传感器网络的监狱安防系统设计，并不是一味地用无线代替有线，而是在现有监狱有线安防系统的基础上，保留其原有的数据传输量较大的视频、门限等有线监控手段，加入静态温度振动敏感无线传感器网络和动态实时定位无线传感器网络，从而更加完善安防系统，消除监测盲区，使各个子系统的功能相得益彰。2、监狱安防系统无线网络技术无线传感器网络是一组传感器以AdHoc方式组成的有线或者无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理传感器网络所覆盖的地理区域中感知对象的信息，并传递给观察者。这种传感器网络集中了传感器技术、嵌入式计算机技术和无线通信技术，能协作地感知、监测和采集各种环境下所感知对象的信息，通过对这些信息的协作式信息处理，获得感知对象的准确信息，然后，通过AdHoc方式传送到需要这些信息的用户。用于传感器网络的传感器与一般概念的传感器不同，它除了能够感测被测物理量的变化并输出相应的变化信息外，还要具备远程通信功能，必须是一种智能型的传感器。另外，要完成通信功能，除具有敏感元件外，还必须具有电源、嵌入式微处理器、存储器、数据传输通信部件等。图1是典型的传感器网络结构图，它包括传感节点（sensor），观测节点（sink）和基站等。在传感器网络中，节点通过飞机布撒、人工布置等方式，大量部署在感知对象内部或者附近。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式感知、采集和处理网络覆盖区域中特定的信息，可以实现对任意地点信息在任意时间的采集、处理和分析。这种以自组织形式构成的网络，通过多跳中继方式将数据传回sink节点（中转节点），最后，借助sink链路将整个区域内的数据传送到远程控制中心进行集中处理。无线传感器网络的基本组成元素是节点，在不同的应用中，传感器节点设计也各不相同，但它们的基本结构是一样的。节点的典型硬件结构如图2所示，主要包括如下几个单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成），处理单元（由嵌入式系统构成，包括微处理器、存储器、信号调理电路等）、通信单元（由无线射频模块组成），以及电源部分。此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。3、现场执行层设计方案3.1静态监测系统设计方案将无线传感器网络节点布置在狱室、生产区、制高点、禁闭室、教学区、医务室等，实现对于监狱的全面覆盖。将无线传感器网络技术引入监狱安防系统，主要是因为在监狱中传感器节点非常多，布线工程非常大，并且，许多区域不适合采用有线连接，如果采用无线接入方式，则使传感器的部署变得非常方便，可以方便地增加传感器节点或改变节点的位置。通过周期性或不定期地改变监测传感器节点的位置，可以消除现有有线监测系统在监测上的盲区，通过传感器阵列对目标进行定位。并且，由于监测节点的位置经常变化，犯人无法找到监测漏洞，从而更加完善安防系统。3.2动态实时监测系统设计方案通过将节点佩戴在犯人身上，利用定位机制实时掌握犯人的活动情况。但由于犯人数目较多，故只需传输两类数据：1）是犯人的活动范围超过规定范围时；2）是节点由于受到外力作用或是能量耗尽而失效时，远程中心必须检测到缺失的节点。传感器节点获取的数据可以在本地进行简单处理，然后，进行聚集并传送到基站（PC机或PDA），监狱的远程服务器和监测系统对每位被监测犯人的指标进行实时分析，通过专家系统判断犯人的实时状况。如果发现犯人出现异常或危险则进行报警并快速做出措施。同时，本系统还可以提供其他辅助功能，如犯人的定位跟踪。通过传感器网络在对犯人必要的振动、位置指标进行实时监测的同时还允许犯人在一定范围内自由活动，这有助于让患者保持良好的情绪，对于犯人的改造很有帮助。由于每个狱室都部署相应的传感器，所以，狱警还可以全面掌握犯人的休息情况。当犯人在狱室或在狱室外活动（要求病房外也要部署传感器网络）时，狱警仍然可以对其进行定位、跟踪，并及时获取其振动、位置指标参数。将节点佩戴在狱警身上。利用节点上配置的振动传感器和定位系统，可以实时监控狱警的工作区域和保障其人身安全。一方面当发生突发情况时，如犯人袭警或犯人之间斗殴，监测系统和远程服务中心迅速做出反应，通知警力迅速到达事发现场进行支援；另一方面，通过对狱警的定位跟踪，可以掌握狱警的工作情况，有利于提高工作效率。4、系统软硬件设计方案4.1传感器节点的设计每个传感器节点包括1只或多只传感器元件，mote和电池组。传感器主要探测振动和温度的数据，mote负责对这些数据进行处理并通过网络传输到基站。射频采用nRF9E5，nRF9E5是由挪威Nordic公司推出的系统级RF芯片。其采用GFSK调制，抗干扰能力强；支持多点通信，数据传输速率高可达0.1MB／s；具有特有的ShockBurst信号发射模式和发射信号载波监测功能，可有效地降低功耗电流、避免数据冲突。内部寄存器为用户提供了基础的通信协议，便于用户扩展，因此，很适用于无线数据传输系统的设计。nRF9E5的收发器有3种工作方式：ShockBurst接收（RX）方式、ShockBurst发送（TX）方式和空闲方式。nRF9E5收发器的工作方式由特殊功能寄存器TRX_CE和TX_EN决定。数字振动温度传感器DS181320是由Dallas公司开发的微型化、低功耗的可编程单总线数字振动温度传感器，可直接将测得的温度值转换为数字信号输出。DS18B20的工作遵循严格的单总线协议，即先初始化，然后，发送ROM命令，最后，发送功能命令。初始化包括主机发出复位脉冲（通过将总线拉低至少480μs来实现），主机等待DS18B20发回的存在脉冲。DS18B20则从检测到复位脉冲的上升沿开始等待15～16μs后，通过将单总线拉低60～240μs，实现存在脉冲的发送。DS18B20的读写操作是通过读写时序来实现的。因此，采用DS18B20能使电路简单化，提高节点集成度和振动温度测量精度。4.2软件设计本系统是一点对多点通信模式，所以，将通信协议分为3层：第一层为物理层，由nRF9E5模块硬件实现；第二层为网络层；第三层为应用层。网络层采用TEEN（thresholdsensitiveenergyefficientsensornetworkprotocol）协议。该协议为响应型传感器网络协议，只是在被观测变量发生突变时才传送数据。由于传感器节点的能量有限，且不便补充，故使用该协议可有效地节约能量，延长网络寿命。另外，在监狱安防系统中，只有当振动和温度数据产生突变时，才需要传输数据，而持续的以恒定速率发送监测数据给sink节点对于监狱安防系统来说是不必要的。图3、图4分别为主机模块软件流程图和节点模块软件流程图。在具体应用中，TEEN中定义了硬、软2个门限值，以确定是否需要发送监测数据。硬门限的设置，当温度以及振动超过该值时，则节点发送监测数据到sink节点；软门限的设置，当振动以及温度变化范围超过该值时，则发送数据。5、仿真与结果分析为了验证算法的可行性和有效性，暂时不考虑风速、风向、温度、湿度、噪声等因素对定位精度造成的影响，假设声音在空气中的传播速度为340m／s。如图5所示，假设3只传感器节点分布在100m100m的区域。图中，o代表目标实际位置，*代表传感器节点位置，+号代表计算得到的目标位置。通过静态分布的传感器阵列可以对目标进行定位。经过仿真验证，利用目标定位系统计算出的目标位置与实际目标位置之间的误差在可接收的范围内。当发生突发情况时，按照计算结果，通过警力可以迅速、有效的采取措施。在100m100m的正方形仿真区域中，随机均匀分布一定数量的节点，10，20，……，100，每个节点具有相同的通信距离10m，其中，有5个簇首节点。图6所示是DV-Hop定位算法在随机选取锚节点的情况下的定位误差。仿真结果表明：随着传感器节点数目的增加，定位所产生的误差减小。因此，在实际应用中，可以在综合考虑成本的基础上，适当的增加动态监测系统中传感器节点的数量。6、结束语监狱安防系统的根本目的就是给管理带来更高的可靠性，无线网络技术的发展给监狱安防系统的集成带来更宽阔的空间，不仅克服了安防系统集成过程中线缆限制引起的不便性，也使安防系统可以实现许多新的应用。本文所给出的无线传感器组网方式，无线传感器与控制网络的集成框架能够使无线网络技术在监狱安防系统中得到有效应用。转载自——维库电子市场网

RFID技术已广泛用于物联网，是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。设计的基于RFID的公交车自动报站器系统由语音模块、红外模块、温湿度模块、单片机以及RFID模块组成，搜集确认公交车的位置信息，并且测量车内温湿度以及车内乘客人数，从而实现智能报站自动化，降低司机工作强度，提高车辆运行的安全性。在现阶段无人售票车系统中，公交车报站需要司机手动操控报站按钮。传统的人工按键报站已不能满足公交系统的要求，常常出现误报、漏报甚至干脆不报等现象，给乘客带来了很大的不便。手动报站智能化程度低，按键复杂，不仅要求驾驶员熟练操作报站装置，由于同时还在驾驶车辆，也给公家车的安全带来的潜在的隐患。1为解决这一问题，本文将单片机、语音芯片、RFID模块相结合提出只能公交报站系统的设计方案。设计实现公交车自动报站器功能，即根据RFID识别结果由单片机控制语音芯片根据存储的站名进行报站，并且实现公交车进出站时自动报站、车辆中途上下车智能处理、发送车内空气信息功能，从而真正实现公交车报站的智能化。2系统总体设计方案系统总体设计如图1所示系统由语音模块、单片机以及RFID模块组成。系统通过RFID，确定车辆所处位置，并通过无线模块将信号传给单片机，然后再由语音模块进行报站。2.1RFID站点识别模块此模块实现公交车站RFID电子标签识别和获取相关信息功能。在每一个公交站台电子标签进行登记，由于RFID电子标签的唯一性，系统识别站点后方可准确识别并且报站。通过对电子标签编码的识别，获取站台信息，最后发送到RFID报站模块中。2.2RFID报站模块接收公交站点发送过来的信息之后，比对该站点是否是该公交车线路中的站点，从系统中获取相关站点的信息，确认之后发送信号到语音播报系统，语音模块播放声音。3系统硬件结构原理3.1车载端硬件，车载设备由语音功放电路、串口通信借口、射频收发电路、温湿度测量模块、稳压电路组成。温湿度测量模块由车内单总线数字温度传感器DS18B20(测温范围-55～+125摄氏度)测量车内温度;湿度传感器CHR01测量车内湿度;红外模块检测上下车人数从而得到车内总乘客数量。3.1.1湿度传感器CHR01本系统湿度传感器选用CHR01，它采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬底上，形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件，导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率，具有稳定、低漂移、高精度、快速响应特性、高可靠，耐水性好等特点。3.1.2温度传感器DS18B20DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。3.1.3ISD4004语音芯片语音提示系统采用美国Winbond公司生产的ISD4004系列作为提示输出语音芯片ISD4004系列工作电压3V，单片录放时间8至16分钟，音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作命令可通过串行通信接口(SPI或Microwire)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。3.2站台端硬件站台端硬件主要发送编码控制电路、LED电子电路、射频收发电路和稳压电路组成。射频收发电路发送电子标签信息以及接受车辆发送信息;LED电子电路显示车辆发送至站台的信息。LED显示：LED显示模块选用1602LCM字符型液晶显示器，1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。4系统软件结构原理该系统软件由C语言编写，可分为RFID电子标签信息是被解析模块实现信息获取与识别功能;公交车状态判断模块、状态对应的执行程序模块实现信息加工与处理功能。LED显示与语音输出模块实现信息输出功能。为公交车RFID电子标签信息获取与识别和执行功能简易流程图，若没有接收到或电子标签为“0000”的RFID信号，不执行指令;若收到RFID信号，则分析改站点是否属于该公交车的计划线路，若是，则启动语音芯片报站;若不是，则不发出指令。5结束语按照本文的设计方案，完成了自动报站和站台LED显示功能，成功实现了公交车报站系统的自动化，公交车报站不准现象可得到解决，为公交系统提供可靠且成本可控的公交多功能自动报站系统车内人数以及温度、湿度信息能够在站台上及时显示。若进一步利用无线网络或有线网络将车辆站点数据传送到公交管理部门或交通指挥部门，可对公交运行状况进行实时监控。

禁止吸烟警示器可用于家庭居室或各种不宜吸烟的场合(例如医院、会议室等)。当有人吸烟时，该禁止吸烟警示器会发出"请不要吸烟!"的语言警示声，提醒吸烟者自觉停止吸烟。电路工作原理如下，该禁止吸烟警示器电路由烟雾检测器、单稳态触发器、语言发生器和功率放大电路组成，烟雾检测器由电位器RP1、电阻器R1和气敏传感器组成。单稳态触发器由时基集成电路IC1、电阻器R2、电容器C1和电位器RP2组成。语音发生器电路由语音集成电路IC2、电阻器R3-R5、电容器C2和稳压二极管VS组成。音频功率放大电路由晶体管V、升压功放模块IC3、电阻器R6、R7、电容器C3、C4和扬声器BL组成。气敏传感器末检测到烟雾时，其A、B两端之司的阻值较大，IC1的2脚为高电平(高于2Vcc/3)，3脚输出低电平，语音发生器电路和音频功率放大电路不工作，BL不发声。在有人吸烟、气敏传感器检测到烟雾时，其A、B两端之司的电阻值变小，使IC1的2脚电压下降，当该脚电压下降至VCC/3时，单稳态触发器翻转，IC1的3脚由低电平变为高电平，该高电平经R3限流、C2滤波及VS稳压后，产生4，2V直流电压，供给语音集成电路IC2和晶体臂。IC2通电工作后输出语音电信号，该电信号经V和IC3放大后，推动BL发出"请不要吸烟!"的语音警告声。文章来源网络

该报警器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。电路原理图如下所示，该装置由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。红外线探测传感器IC1探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1的②脚输出微弱的电信号，经三极管VT1等组成第一级放大电路放大，再通过C2输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大，此时由IC2①脚输出的信号已足够强。IC3作电压比较器，它的第⑤脚由R10、VD1提供基准电压，当IC2①脚输出的信号电压到达IC3的⑥脚时，两个输入端的电压进行比较，此时IC3的⑦脚由原来的高电平变为低电平。IC4为报警延时电路，R14和C6组成延时电路，其时间约为1分钟。当IC3的⑦脚变为低电平时，C6通过VD2放电，此时IC4的②脚变为低电平，它与IC4的③脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC4的①脚变为高电平，VT2导通，讯响器BL通电发出报警声。人体的红外线信号消失后，IC3的⑦脚又恢复高电平输出，此时VD2截止。由于C6两端的电压不能突变，故通过R14向C6缓慢充电，当C6两端的电压高于其基准电压时，IC4的①脚才变为低电平，时间约为1分钟，即持续1分钟报警。由VT3、R20、C8组成开机延时电路，时间也约为1分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。该装置采用9－12V直流电源供电，由T降压，全桥U整流，C10滤波，检测电路采用IC578L06供电，交直流两用，自动无间断转换。文章来源网络

本文为大家介绍热释电传感器报警电路的设计。设计方案热释电传感器报警电路主要由信号探测电路、信号处理电路、报警电路组成。系统框图如下图所示。方案系统图该方案采用RE200B作为信号探测，当有人移动时，传感器发出0.5v左右的电信号，经过整流滤波到达放大电路。放大电路由二级运放组成，输出3.8v的高电平进入信号处理电路。信号处理电路将输入信号与来自9号引脚的信号通过与门相比较，9号引脚因接入大电阻持续输入高电平，所以信号处理电路在检测到有人移动时会输出高电平进入延时电路。延时电路由电阻串联电容构成，经过固定时长后，输出电信号开启三极管，由三极管开启报警电路。电路设计热释电传感器RE200B实物图RE200B原理图使用的热释电传感器型号为RE200B，其采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了稳定性。它能以非接触形式检测出物体放射出来的红外线能量变化，并将其转化为电信号从2号引脚输出。2脚输出信号，因此在其周围加入47kΩ电阻及0.1uF电容来整流滤波消除干扰。biss0001biss0001二级放大及延时电路biss0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。配合RE200B可以组成的热释电红外开关，本次试验中能够快速开启蜂鸣器。该芯片主要由二级运算放大电路、逻辑电路、封锁时间定时器、延迟时间定时器组成。RE200B检测到人的移动时输出信号大约为0.4v，该信号进过外围电阻电容的整流滤波后首先进入biss0001芯片内部的放大电路，放大电路由二级运放组成。其中RE200B的敏感程度部分受到15号引脚上电阻电容的影响，本次实验选取的是47kΩ及47uF铝电解电容，该组合能使RE200B传输的信号较为稳定并且距离达到1m。经过两级放大后的信号幅度为3.8v，随后该信号进入与门与来自9号引脚的信号相比较(由于9号引脚在本次试验中接入了大电阻，因此分得较大的电压，所以9号引脚持续输出高电平)。比较后的输出信号到达芯片的封锁时间定时器和延迟时间定时器。延迟时间定时器在接收到高电平后会持续一段时间输出高电平，时长TX≈49152*R1*C1(s)，本次实验R1=47kΩ，C1=10nF，报警时长大约在23s左右;封锁时间定时器在延时TX的一段时间TI内不受到任何外界信号的干扰，即芯片在这段时间内停止工作，TI的时长TI≈24*R2*C2(s)，本次实验R2=51kΩ，C2=10nF，时长为0.012s左右。信号在经过上述过程后输出3.8v电压，经过分压电阻后开启三极管，从而触发报警电路。报警电路报警电路由电源电压、三极管、蜂鸣器组成，蜂鸣器接在三极管的集电极与电源电压正极(5v)之间，三极管的发射极接入电源电压负极，基极接入biss0001芯片的2号引脚。芯片在检测到人的移动时从2号引脚输出3.8v的电信号经分压电阻后开启三极管，从而触发蜂鸣器。实验原理图本次实验模拟设计了热释电传感器报警器。传感器采用的型号为re200b，并配上其专用的芯片biss0001进行调试。Re200b在感受到周围有人体红外的移动的同时会输出一个高电平到biss0001，同时由于9号引脚接入了大电阻固定输入高电平，biss0001检测到信号会输出高电平触发蜂鸣器。

红外线报警器的工作原理红外报警器由报警主机和红外探测器组成报警系统。探测一旦探测到入侵，红外报警器立即把报警入侵信号无线密码传输到报警主机，主机接收到报警信号后，会立即启动高分贝警笛现场报警器，红外报警器主机面板上的LED显示报警防区，防区路数0-99路，明确显示入侵方位，同时报警主机还有时间显示、报警记录查询、自动开关机等功能。电路原理图如图所示。可将该电路分为以下三个部分。1、电源电路220V交流市电经变压器T降压。桥式整流器D1整流。电解电容C7滤波。三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源。2、单片机系统U1为AT89C2051单片机.C1.R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路;C2.C3以及晶振T1组成时钟电路iC4.C5为+5V电源滤波电容.U2为CM0S6反相器CC4069，起驱动作用.VD1～VD6为红外发射管，其负极端接与P1口.P1口设置为输出状态，当P1口为.0时，VD1～VD6发红外光.VD7～VD12为红外接收管。当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7一VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3_0~P3.5为低电平。发管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置。当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止。反相器输入端为低电平。这时U1的P3.0一P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不位置的光束被遮挡时。则由P3.7口输出报警信号(高低电平间隔1S的脉冲信号)。驱动声光报警电路。进声光报警。直至按复位按钮RESET或电源开关S1.由于红外收发管之间没有遮挡时为正常。有遮挡时为异常，则当P1口输出o0H时。P3口的正常状态数据为00H.3、声光报警电路555定时器U4.扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器。其控制电压输入端5脚与单片机AT89C2051的P3.7脚相连，受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为高电平时控制电压Uco较高，阈值电压UT+(=Uco)和UT-(=1/2Uco)也较高;当P3.7为低电平时UT+和UT-也较低。当UT+较高时，电容C9充、放电的电压幅度较大。因而振荡频率较低。反之，当UT+较低时，电容C9充、放电过程中电压变化幅度较小。充、放电过程完成得较快，故振荡频率较高。即当P3.7=1时.555输出脉冲的振荡频率较低;当P3.7=0时.555输出脉冲的振荡频率高。该输出脉冲经过隔直电容C8加到扬声器上，扬声器将交替发出高、上位机的通信。液晶显示模块使用了12864的并行模式，数据端DB0-DB7与单片机的P2.0-P2.7相连，PSB控制12864工作在并行模式，电路中未接液晶的背光.RST复位端直接悬空。

74ls85应用电路图一：基于74ls85的温度报警器电路下面以温度报警器电路为例，介绍数值比较器在应用设计中的过程。如图5所示为温度报警器电路的逻辑图，温度检测电路已检测出温度数值，并以8位二进制数输出，8位二进制数的范围为0~255，表示温度数值为0*C~255*C，其中温度检测电路可由温度传感器组成。温度报警器电路采用了两片级联的74LS85用作8位数值比较。数据输入端A连接输入的温度数据，而数据输入端B接报警数值。B输入端连接状态为“01100010”。二进制数01100010转换为十进制数为98。当A输入端数值大于B输入端的设定值时。IC2的A》B.输出端输出为“1”，晶体管9013饱和导通，蜂鸣器发出报警声音，即当检测温度大于98C时报警器报警。明白了该电路的工作原理以后，就可以自行设计检测温度在0*C~255C间的任一温度的报警电路了，只需改变B输入端的二进制数设定值。温度报警器的仿真电路如图6所示，温度输入端用8个开关模拟输入温度的8位二进制数，温度设置端已设置为“01100010”，二进制数01100010转换为十进制数为98，所以温度设置端设置的报警温度为98C，温度输入端此时的输入代码为01100100，01100100转换为十进制数为100，表示此时的输入温度为100^C，所以报警指示灯亮。仿真电路中为了观察方便，以指示灯代替了实际电路的报警器，工作原理是完全一样的。以往的电路设计往往需要在实验室进行芯片线路的搭接、调试，费时又费力。仿真软件的出现，极大的提高了电路设计的效率，通过数值比较器的仿真应用设计，可以看出，仿真软件不仅是学习数字电路的好帮手，也是电路开发设计的利器。74ls85应用电路图二：比较器74LS85组成的延时电路对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。常见的芯片有LM324、LM358、uA741、TL081\2\3\4、OP07、OP27，这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合。74ls85应用电路图三：由两片74ls85构成的8位比较器74ls85应用电路图四：本文设计的“自动报纸架”可实现自动夹报和自动存取报纸，该装置主要由机械传动系统和电路控制系统两大部分组成，具有存储七个报纸夹、自动夹报和智能化自动选取报纸夹的功能。控制电路S1-S7构成了按键盘，它代表了在报纸仓里七个不同位置的报纸夹，是一位十进制数，该数进入编码器U1（74LS147）编码成一个四位十六进制数，从U1的14、⑨、⑦、⑥脚输出，经送入反相器U2（74LS04）的反相放大，信号分两路输出，一路送入译码驱动电路U3（74LS48），译码成数码管所能识别的十进制数并驱动数码管显示出按键盘按下的十进制数；另一路送给比较器U4（74LS85）作为基准数据，与电感传感器获取的数据进行比较。当报纸夹经过电感传感器时，传感器产生的脉冲送入计数器U6（CD4518）进行计数，并由U6译成一个四位十六进制数，分两路信号输出，一路送入比较器U4进行数据比较，当两路输入信号相等时，比较器U4第⑥脚输出为高电平，经R1使Q7饱和导通，J6、J7去控制电机停止工作；另一路信号与电机控制电路J6送来的检测信号同时进入逻辑控制电路U5（74LS08），进行逻辑条件检测判断，当计数脉冲为7，并且J6动作时，逻辑电路输出高电平信号，命令清零电路对计数器进行为时2秒。具体工作如下：（1）按键盘按下的数小于“7”，并且计数器计数也小于“7”时，例如按键盘按下为“5”，经编码DCBA为1010，反相为0101，一路信号送入译码驱动电路进行4-7线译码并驱动共阴数码管显示出“5”；另一路信号进入比较器。此时，电感传感器检测出报纸夹的脉冲，经计数器进行计数也送入比较器，比较器将两路信号进行比较，当计数器输出不等于“5”时，比较器OA=B为低电平，Q1截止J6不吸合，J7吸合，220V电源经J7加到电机，电机继续运转；当计数器输出的脉冲数等于“5”时，比较器OA=B为高电平，Q1导通，J6吸合，其常闭触头断开J7，J7不吸合，断开常开触头，电机停转。（2）按键盘与计数器输出状态同时等于7时，比较器OA=B为高电平，Q1导通，J6吸合，其常闭触头断开J7，J7不吸合，断开常开触头，电机停转。此时，若再按下按键盘中除7外的任何键，比较器OA=B为低电平，Q1截止，J6不动作，其常闭触点接通，J7吸合，J7的常开触点接通电源，电机运转。这时由于计数器输出的数为“7”，U5A①②脚为高电平，第③脚输出为高电平，U5B④脚为高电平，第⑤脚也为高电平，使⑥脚输出为高电平，U5C的第⑨脚也为高电平，这时由于J6不吸合，其常开触点断开，使U5C的第⑩脚为高电平，因此，U5C的第⑧脚输出为高电平，Q2导通，J8吸合，其常开的触点接通，+12V的电源经J8向计时清零电路供电，由J1、J2、Q4、U9（CD4541BE）等组成的清零时电路（图4）开始工作，J1动作，其常闭触点断开，U6开始清零，计时电路计时，当计时达到2秒（调节R13可实现）时，U9的第⑧脚输出为高电平，Q4导通，J2动作，其常闭触点断开，切断计时电路电源，J1、J2复位，计数器清零结束，U6重新开始计数，这时，Q2截止，J8不吸合，计时电路不工作，直到计数器输出等于按键盘按下的数时，电机才停止。当按键盘与计数器输出状态同时等于7，并按下按键盘除7外的任何一键时，计时清零电路重复上述的清零工作。电源电路如图5，它是由变压、整流、滤波、稳压及交直流供电转换电路等构成。220V的交流电经T1变压器变压为12V的交流电压，由D1-D4组成的桥式整流电路整流，再由C1滤波，将12V的交流电压变为约15V的直流电压，加入到转换电路，交直流的转换电路主要由D5、D6、D7、C1、C2及蓄电池BT1组成，当市电（220V）供电时，整流滤波的电压大于蓄电池的电压，D5、D6导通，D7截止。整流滤波的电压一方面为电机控制电路供电，另一方面为蓄电池BT1充电。当市电断电时，蓄电池12V的直流电源经D7、U7（稳压5V）向计数器供电，维持计数器的记忆。为了解决交、直流转换过程中会出现瞬间断电现象，本电路加入C2（100UF），利用电容C2放电时间大于转换断电时间，保持对计数器的供电。主要器件选择与调试电感传感器（LV）采用FESTO公司的SIEN-M30B-PS-K-L电感传感器，由于该传感器应用电源为24V，为了该传感器与计数器之间更好地配接，在它们中间加入了U12进行稳压，以保护计数器的安全，若采用电源为5V的电感传感器，其输出端可直接接到U6（CD4518BE）的第①脚，省去U12；U1可选用74LS147，它为10-4线优先编码器，本电路只设置为7-4线编译；U2是一个六反相器，可选用74LS04；U3选择74LS48，它为4-7段共阴译码驱动电路；U4为四位数据比较器，可选用74LS85；U5是一个与门电路，可选74LS08，应用与门电路设计条件检测器；U6可选用CD4518，它为CMOS45系列产品，十六进制计数器，本电路设置成脉冲上升沿计数器；U9选用CD4541BE，它为可编程振荡、计数器；U7、U12采用三端稳压集成电路AN7805；U8采用AN7812；U11采用AN7824。上述元器件大多数为数字集成电路，在焊接集成块时最好使用IC插座，以免电烙铁的静电将集成电路损坏。在调试过程中，应先调电源电路，再调控制电路，对电源电路一般使用万用表基本可以达到目的。而对控制电路则采用万用表与示波器相结合，先模拟（用铁模拟报纸夹经过）后实际应用，根据设计电路一步一步地进行验证，由于本电路可调元件极小，电路控制效果比较容易实现。

建立到地面的备用路径时，剩余电流动作保护器（RCD）或剩余电流断路器（RCCB）会检测泄漏电流。RCD通过断开电路来将电源与泄漏路径隔离。与保险丝不同，这些类型的断路器可以重置并重新使用，它们在保护人员和设备方面发挥着重要作用。在本文中，将回顾RCD泄漏电流检测和跳闸的要求，以及如何将超低功耗电压监控器或ResetIC用作泄漏电流检测器。此外还将说明电压监控器如何使中压断路器受益，例如使用微控制器的空气断路器（ACB）和塑壳断路器（MCCB）。使用电压监控器作为泄漏电流阈值检测器当故障设备或触电时，会发生漏电流，RCD的目的就是为了用于响应5mA－500mA的电流。如国际电工委员会TS60479－1标准中所述，在50mA200ms时间内，人就会出现肌肉收缩，而暴露时间超过3s将增加心室纤颤的可能性。RCD通过感测有源线和中性线电流之间的差异来检测泄漏电流。如果线路电流和中性线电流不平衡且泄漏电流超过预定阈值，则断路器跳闸，中断并隔离电源。RCD设备可以分为三个主要阶段。首先是感测阶段，在此期间，泄漏传感器感测泄漏电流。在第二阶段，检测电路设置泄漏电流阈值。第三阶段中，继电器跳闸，以隔离泄漏源。过去，继电器被用作检测电路来设置泄漏电流阈值。现代RCD使用诸如电压监控器之类的集成电路来提高检测漏电流和驱动螺线管继电器的准确性和响应时间。图1显示了TI的TPS3840电压监控器如何检测泄漏电流在该示例中，泄漏传感器（例如差分电流互感器或零相电流互感器）由电流源表示。对于电流检测电路，电阻分压器用于将输入电流转换为电压，然后由TPS3840检测。TPS3840集成了精确的基准电压带隙和电压比较器。触发点在出厂时通过一次性非易失性存储器（OTP）进行了编程，电压阈值可在1．6V至4．9V范围内设置，典型精度为1％。当VDD引脚上的电压上升到阈值以上时，RESET引脚将拉高以中断微控制器或驱动电磁继电器。此外，还可以使用单个外部电容器来延长RESET响应时间，以根据泄漏电流的大小来满足变化的RCD响应时间。该参考设计重点介绍了低功耗复位IC和看门狗计时器的通用用例。TPS3840器件具有小于1μA的电流消耗，其经配置可用作比较器（通过简单的3引脚配置），也可用作通用电源监控器，后者可以菊花链方式级联为序列发生器。此外，响应和延迟时间可通过外部电容器进行配置。对于需要运行看门狗的应用，可以使用TPS3431器件，它是一个精度为±2．5％（典型值）的独立可编程看门狗计时器。特性阈值检测（TPS3840）：使用电压监控器作为比较器（通过3引脚配置，无外部电源）的自供电阈值检测器。极低静态电流（＜700nA）架构，具有1．6V–4．9V（0．1V阶跃）的设定阈值范围；用户可控响应时间（通过外部电容器可控制在80μs至600ms）的快速上电（启动延迟＜250μs）。电源监控和定序复位（TPS3840）：可用于多轨复位监控和启动定序。提供低电平有效和高电平有效配置，阈值范围为1．6V–4．9V，TD范围为80μs–600ms。看门狗计时器（TPS3431）：用户可调计时器，带使能引脚和宽输入范围。适用于看门狗功能的低电流消耗（最高20A）以及用户可使用外部电阻器和电容器配置超时功能。该参考设计着重介绍了低功耗复位IC和看门狗定时器的通用用例。TPS3840器件的电流消耗小于1A，可以配置为用作比较器（具有简单的3引脚配置），也可以用作通用电源监控器，并可以菊花链方式连接成序列器。另外，可以使用外部电容器配置响应和延迟时间。对于需要看门狗操作的应用，可以使用TPS3431器件，它是具有±2．5％精度（典型值）的独立可编程看门狗定时器。该参考设计中的电压监控器满足三个关键规格：快速上电和可编程响应时间。当电压监控器从零输入电压上升到跳变点或阈值电压以上时，均需要一定的时间才能启动并做出反应。断路器需要快速检测泄漏电流水平，并具有根据泄漏水平和持续时间配置跳闸响应时间的灵活性，以避免由瞬变引起的误跳闸。TPS3840的启动时间为200s，可以快速响应。超低输入电流。在图1中，监控器IC的电源引脚（VDD）与输入信号监视引脚（SENSE）一致。由于它是由输入信号供电的，因此电压监控器应具有高输入阻抗，以最大程度地减小分压器（IDIV）上的误差（IIN）。TPS3840电压监控器消耗超低电流，典型IQ为350nA，低VPOR可实现低VOL。VPOR是受控输出状态所需的最小输入电压。当VIN＜vpor时，输出跟踪输入，并可能触发继电器。vpor应该尽可能低，以在继电器的使能电压电平和电压监控器低输出电压电平（vol）之间提供裕度。＝＂＂tps3840有低电平有效配置，具有低vpor和300＝＂＂mv的vol，以避免错误复位。如果电压监控器集成在微控制器中，则建议使用外部看门狗定时器。外部看门狗通过定期检测微控制器的通用输入／输出引脚发送的脉冲，可确保微控制器不会闩锁。如果软件出现故障并错过脉冲，则外部看门狗定时器可以将微控制器复位。TPS3430可编程看门狗定时器是一个不错的选择，因为它提供了可编程看门狗，负责监控超时和复位延时，可以满足任何微控制器的时序要求。如果需要更高的可靠性，则应同时使用电压监控器和看门狗，TPS3823集成的看门狗和电压监控器是一个很好的选择，提供固定的阈值和看门狗超时选项。电压监控器不仅可以监视微控制器的电压供应以确保正常运行，而且还可以用作泄漏电流检测器，从而有助于增强您的断路器设计。参考设计针对断路器中用到的电子跳闸单元（ETU）使用信号处理前端和自供电模块。此设计使用基于FRAM的微控制器处理来自信号调节放大器的电流输入，从而获得三相中性接地电流。两个增益用于扩大相电流测量范围。此参考设计还可使用整流电流输入来进行自供电。TIDA－00498旨在实现宽广电流和温度范围内的快速重复跳闸（30mS内）。特性测量输入范围为（0．2至12INOMINAL）的三个电流（相）以及输入范围为（0．05至2INOMINAL）的两个电流（中性、接地），精度为±3％。使用TI的MSP430FRAMMCU进行快速启动，包括单个周期RMS补偿在内的启动时间小于30ms。欠压检测提供大约200s的上电后复位时间。自供电电源（基于整流电流输入），具有基于MOSFET的分流调控。

在多通道DAC系统中，能够通过单点监控所有的输出，这对于排除故障和诊断分析非常有利。本文所述电路利用一个单通道SAR型ADC实现多通道DAC的输出通道监控。AD5380是一款完整的40通道、14位DAC,采用单电源供电。所有40个通道均具有一个轨到轨片内输出放大器。AD5380内置通道监控功能，该功能由一个通过串行接口寻址的多路复用器实现，任意通道输出均可路由至监控输出（MON_OUT）引脚，以便利用一个外部ADC进行监控。任何通道要路由至MON_OUT,首先必须在控制寄存器中使能该通道监控功能。微控制器或处理器可以通过其串行输出端口选择要监控的输出通道，然后通过其串行输入端口读取ADC转换的数据。下图中所示电路图是利用40通道、14位DACAD5380的内部多路复用器，使所有40个输出通道均能分别路由至单一输出（MON_OUT）引脚，然后通过一个外部ADC（AD7476）进行监控。与单独监控每个通道所需的电路相比，这种方法利用的电路少得多。

近年来高档小区的盗窃案件频发。主要原因包括，其一，不法分子的作案手法翻新，不断运用高科技工具撬开防盗门锁。尤其让人恐怖的是，曾发生过歹徒用锡纸10多秒开锁的新闻。其二，多数家庭安全防范意识薄弱，几乎不到10%的家庭安装了简易的防盗报警装置，年久失去维护，也极容易发生漏报行为。而智能家居监控系统就恰恰是针对不法分子的防护利器，它是通过语音、互联网、手机客户端等，市民可与政府实现高效、便捷、多元化的综合沟通；利用智能管家系统和远程监控系统，市民身处家中或出差在外，可通过手机、电脑等解除门禁，在上班之余，也可查看家中各方位摄像头等。本文解析的就是智能家居监控系统模块的电路设计。电路原理1、实时时钟PCF8563电路PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片，它提供一个可编程时钟输出，一个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过CI2总线接口串行传递。最大总线速度为400Kbits/s，每次读写数据后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。PCF8563实时时钟芯片的工作电路如下：其中，OSOI为振荡器输入，OSOC为振荡器输出，/INT为中断输出（开漏；低电平有效），ssV接地，SDA为串行数据I/O，SCL为串行时钟输入，CLKOUT为时钟输出（开漏），DDV为正电源。2、煤气（烟雾）检测电路集成比较器LM311的3号端恒输入5V电压，由于传感器输出电流与室内煤气（烟雾）浓度成比例关系，即I=kC（I为传感器输出电流，C为室内煤气浓度，k为比例常数），故可通过传感器和电位器1R将浓度转化为电压信号输入到LM311的2号端（即V=kC*1R）。电压比较器可将模拟信号转换成二值信号。LM311是一种通用的集成比较器，开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且可以直接把高电平信号输入给单片机。由以上分析可知，可以调节电位器的阻值来调节室内报警浓度的上限制。3、门磁检测报警电路门磁开关5C-31B可设置为常开型和常闭型。当设置为常开始时，开门不报警，关门报警；当设置为常闭型时，开门报警，关门不报警。4、报警电路当输入端P1.0有信号输入时，晶体管Q7基极产生电流，此时晶体管导通，在+5V电压下，蜂鸣器工作；当输入端P1.0没有信号输入时，此时由于Q7基极无电流，晶体管截止，蜂鸣器停止工作。编者结语随着智能分析技术、网络技术的迅速发展以及人民生活水平的提高，人们开始更加注重家居环境的安全，伴随着人们需求的提高，基于智能化的实时监控系统应运面生。目前，视频监控系统经历了模拟监控、数字监控和网络监控3个阶段。虽然视频监控系统在20世纪90年代末就在中国市场兴起，有很多公司推出了自己的智能家居系统，但是现在仍来得到普及，而且目前智能家居的国际标准尚未成热，因此智能家居监控系统存在广阔的发展空间。

以单片机MSP430F149为主控芯片，设计出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火灾安防报警系统。以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据，完成了对火灾的预警。主要由单片机控制模块、时钟模块、烟雾浓度测量模块、DS18B20温度测量模块、声光报警模块、1602液晶显示模块和电源构成。并且该系统以MSP430F149为下位机，完成数据采集、预处理以及对现场装置的控制，以PC机为上位机，完成各种复杂的数据处理和对单片机的控制。设计的智能火灾报警系统具有较高的可靠性、稳定性、准确度高，对不同类型的火灾都具有较高的灵敏度，达到了降低误报率的目的。温度测量模块设计设计中采用支持“一线总线”接口、抗干扰性强、外部电路简单、精确度高的DS18B20温度传感器对温度的实时测量。其中，DS18B20管脚2即DQ接在MSP430F149的P2.0管脚，如图所示。图温度测量声光报警模块设计蜂鸣器在微处理器判断为火灾时发出报警指示音。由于单片机的I/O口驱动能力有限，选用PNP型晶体管2N5401组成晶体管驱动电路来驱动压电式蜂鸣器。图声光报警模块图1602液晶显示模块设计在液晶模块上显示时间、测量温度、烟雾浓度等参数，以便我们更加方便的读出目前温度值、烟雾浓度值。图1602液晶显示模块图本设计采用MSP430F149作为下位机，PC机作为上位机，通过RS-232将数据传输到PC机上，我们可以更加方便的监测各个测量参数。电路图如下：图串口通信电路时钟模块设计DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线RES复位、I/O数据线、SCLK串行时钟。图时钟电路烟雾浓度测量模块设计本系统决定采用NIS-09C型离烟雾探测器，它是NEMOTO公司专为检测烟雾而精心设计的新型探测器。内部使用了微量的放射性物质镅241,传感器本身被金属制电极所覆盖，放射性物质不会泄露。NIS-09C属于低功耗、灵敏度高的探测器，适用于火灾报警系统中。火灾是一种在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，由此引发的重大安全事故比比皆是，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。由此可见，对火灾进行准确、及时、有效地报警显得愈来愈重要，这是防火减灾的重要研究课题之一。该系统提高对火灾探测的快速性、准确性和对环境的适应能力，有效降低火灾误报的概率，提高了灵敏度和整个系统的智能化程度。点评分析：该系统以单片机MSP430F149为核心，以环境温度、烟雾浓度作为判断火灾的依据，完成了对火灾的预警。主要由单片机控制模块、时钟模块、烟雾浓度测量模块、DS18B20温度测量模块、声光报警模块、1602液晶显示模块和电源构成。MSP430F149是一种16位的单片机，它具有集成度高，外围设备丰富、超低功耗等优点，在工业中有着广泛的应用。内部集成有8路12位A/D转换器、片内看门狗定时器、一个硬件乘法器以及48个I/O引脚。当然，除了MSP430系列外还有很多处理器可供安防设计用，还望能与各位读者多交流。

本文基于三星公司的S3C2410为控制中心，设计一种汽车视频监控系统。系统主要由S3C2410处理器、USB摄像头、触摸显示屏组成，阐述了系统硬件设计的基本工作原理，平台定制和摄像头图像监控防盗程序的设计流程。采用摄像头对图像数据进行采集，触摸显示屏对视频图像进行存储和处理，达到防盗的目的。

在一些重要及敏感的场合，如监狱、金库、机场、银行、图书馆和博物馆等地方都已经开始应用视频现场监控。原视频现场监控网络的主要缺陷是夜间监控。它的操作过程是：晚上保安人员，凭借夜间开启的路灯，通过摄像头和显示屏来发现活动物体，由手动操作开启辅助光源，切换矩阵电路实施监控录像。操作完毕后，再手动关闭辅助光源。该系统主要缺点有：从监控显示屏到保卫人员切换矩阵??利用路灯或再开启辅助光源??寻找监控目标，其工作周期过长，不利于实施快速现场记录；保安人员夜间值班时，注意力要高度集中，时刻监控显示屏，如果操作较慢，或者稍有疏忽就会漏掉监控目标；由于是手动操作，肉眼监控，容易误判断或误操作；对室外的监控需要夜间通宵开启路灯，在没有安装路灯的地方则必须依靠手动切换辅助光源来监控；当室内夜间关闭照明灯光后，无法实施现场监控。区域昼夜自动控制系统可有效改善这些问题，其示意图如下所示:图中以无线红外检测报警器为核心，将光控延时联动电路与无线红外检测报警器结合，控制输出电路自动联通辅助光源。一个光控延时联动电路可以与一个或几个无线红外检测报警器连接，最多可以联动4组辅助光源和4个无线红外检测报警器，实现宽7m、长40m的监控区域。当有一个无线红外检测报警器检测到目标，光控延时联动电路就会联动4组辅助光源，实现区域监控。光控延时联动电路如图所示：图中由VD1～VD4组成“4与输入电路”，可从其中一路输入分析电路原理。从无线红外检测报警器中的发光二极管VDX1的正极拾取检测信号。当无线红外检测报警器检测到目标时，发光二极管VDX1导通发光。经过VD1和刚将拾取到的电压信号由VG1放大，这时A点电位下降，输出负脉冲。光敏三极管VD5和VG2连接到G3的正向端，并且与R4、R5分压电阻连接。调节R3可以控制光敏三极管VD5导通点，设定B点电位。经过运算放大器G3的反向输入端与正向输入端比较后，在C点输出正脉冲。由G4的1／2将脉冲整形加宽，可以防止G4使用中的抖动现象，C1、R6完成延时，VD6能够将C1上的电荷反向放电，保证下一次脉冲来到时工作正常。G4的另外1／2完成延时输出，它与前面1／2的工作原理一样，调节C2或R7能够在0．7×C2×R6=3min延时。执行电路用VG5和固体继电器VG6完成，VD5可以防止电源反接时损坏固体继电器，R9则是根据固体继电器的功率选用，它可以限制固体继电器工作电流，延长使用寿命。

监控模块与整流模块的通信电路如图所示。光耦N9和N452在微处理器D211和整流模块之间提供了隔离，N9隔离发送缓冲器V15和V10，发送缓冲器V15和V10设计为可提供100个整流模块的通信的驱动能力，N452是一个高增益的光耦缓冲器，用于接收整流模块发送过来的信号。

本例介绍的多路断线防盗报警器电路，能同时对多个地点进行防盗控制监测，一旦某处的警戒线被盗贼碰断，则报警器会立即发出报警声，同时通过发光二极管指示出发生盗情的地点。电路原理图见下图所示。本电路主要由检测电路、LED指示电路、触发控制电路、音频振荡器和音频放大器组成。其中监测部分由警戒线1～警戒线4、电阻R1~R4和非门IC1A~IC1D组成，LED指示电路由R5~R8和发光二极管LED1~LED4组成，触发控制电路由与非门IC2A、IC2B和二极管VD1、VD2、R9等组成，音频振荡器由IC2C、IC2D和R10、R11、C1等组成，音频放大由V1、R12、BP组成。在平时警戒线1~警戒线4完好时，IC1A~IC1D的输入端均为低电平，输出端为高电平，LED1~LED4均不发光，IC2A、IC2B输出均为低电平，故VD1、VD2截止，音频振荡器不起振，扬声器BP不发声。当某一个警戒线被盗贼碰断时，与其连接的非门输入端将变为高电平，输出端变为低电平，该路的发光二极管点亮，可用于指示发生盗情的地点。与该发光二极管相连接的与非门输出高电平，音频振荡器起振工作，其输出的音频信号经过V1放大后，驱动扬声器BP发出报警声。

生活中的安全隐患无处不在，有一个好的监控系统很重要，燃气监测、车辆监测、儿童监测等方方面面都需要我们认真关注，整理了电路城上9个监控系统方面的资料，涵盖了很多方面，找找有没有你需要的吧！1、远程监控智能实时车辆追踪系统该智能实时车辆追踪系统电路采用MEMS传感器：LIS331DLH3轴加速度计和偏航/俯仰/滚转陀螺仪L3GD20。这个单位也作为盗窃一个检测单位和感应使用MEMS的汽车举升。如果发生车辆碰撞（使用MEMS检测），则将车辆状态和位置参数记录在microSD卡中，并通过文本消息将相同的信息发送给管理员，从而实现黑匣子功能。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/7680#/details2、【电赛作品】可搭载监控的自主巡检平衡车，支持红外寻迹，超声波跟屁虫等基于Cortex-M4的自主巡检平衡车，依靠运动传感器来实现两轮行驶、转弯等，通过读取温度、湿度传感器来采集所在区域的温湿度，可预警火灾等，当然也可搭载摄像头等监控小孩的状态，及时避免危险发生。其巡检路线是自主规划的。辅助功能包括红外寻迹，超声波跟屁虫。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/6996#/details3、时刻监测燃气情况，准确监控你的安全，室内安全wifi燃气报警器设计使用多普勒和红外运动传感器检测室内是否有人，有可燃气体传感器检测是否有燃气泄漏，通过wifi发送到远程服务器，用户的计算机客户端连接到服务器可以看到室内情况。可以随时看到室内是否有人，可燃气体状况。通讯都是基于互联网的，在全世界只要有网络的地方就可以使用。可以实现真正的远程监控。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/6995#/details4、瑞萨S7G2远程监控系统全部资料开源本设计介绍的是基于瑞萨SynergyS7G2开发板和R7F0C807单片机在远程监控系统中的应用，并开源全部设计资料。远程监控系统通过控制摄像头采集图像数据，接收来自系统控制台发出的控制命令，解释并控制云台进行上、下、左、右，四个方向的行进动作，并实现对镜头变焦、聚焦、光圈的控制。目前，此系统的SynergyS7G2开发板的IP地址是固定地址，只能通过程序修改，且只支持局域网内访问。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/6477#/details5、intelEdison医用点滴WIFI远程监控、报警系统医用点滴预警系统是一款基于WIFI环境下的自动预警提示系统，主要功能在于点滴液快打完和患者体温出现异常时对于患者端和医护端的提示预警及强制停止功能。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5783#/details6、物联网智能电表远程监控、自动断电系统本作品能够通过乐联网远程对用户（比如学生宿舍）的用电情况进行监控。主要功能：l对用电功率和用电量进行监测，可以通过手机或电脑查看。l通过手机或电脑远程对电源进行开关控制。l进一步可通过乐联网的设置实现定时开关电源、超功率、超用电量自动断电等功能。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5625#/details7、贵重物品保险箱，远程防盗、监控系统本作品以W5500网络芯片和增强型8051内核单片机STC15F2K60S2为核心，设计了基于W5500以太网控制芯片的计算机远程控制防盗系统。我们可以将此用在展览的展台，家庭保险箱等重要物品保存领域。通过网络，使得客户可以远程监控物品。通过扩展，系统在物品被盗的时候还可以自动拨打网络电话110。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5610#/details9、电梯远程数据采集、人机交互式远程监控系统系统以AT89S52单片机为控制核心，以太网模块作为接口。介绍了一种用W5500以太网转SPI模块实现AT89S52单片机与以太网通信的方法。开发了W5500的结构与用法及与AT89552的硬件连接方法和软件设计。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5609#/details9、基于QQTCP/IP网络传输，智能家居远程监控、报警系统本系统主要采用即时通信工具QQ、TCP/IP网络传输以及自动控制技术和传感器技术实现基于QQ即时通信的家电远程控制及安防报警。整体实现是两个QQ之间进行即时通信，用发送和接收的信息实现控制和监控。项目链接：https://www.cirmall.com/circuit/5516#/details