基于光軌跡的簡易電器防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)

李澤琛

摘要：依據(jù)光電鼠標(biāo)工作原理，設(shè)計(jì)了一款基于光軌跡的簡易電器防盜報(bào)警器，包括防盜電器、電池供電電路，并依次連接光軌跡檢測電路、STM32F103R8T6控制芯片的STM32控制電路、喇叭和LED燈報(bào)警電路。將報(bào)警器放入需要保護(hù)的電器上，開啟報(bào)警模式，當(dāng)電器被移動時(shí)，喇叭發(fā)出警笛音，LED燈發(fā)出燈光警示，該防盜報(bào)警器成本低、功能優(yōu)、防盜效果好，是家居防盜的優(yōu)良選擇。

關(guān)鍵詞：光軌跡；STM32控制電路；C1165芯片；防盜報(bào)警器

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0244-02

現(xiàn)在社會，家居安全問題越來越凸顯，防盜作為常見問題傷透了大家的腦筋。筆記本電腦、電視、手機(jī)等電器丟失是非常常見的事情，其實(shí)這種丟失有時(shí)只需要簡單的報(bào)警提醒就能避免。常用的光電鼠標(biāo)，當(dāng)靜止后燈會變暗，不管你多么輕的去想把它移動，鼠標(biāo)的燈都會變亮，檢測到你的移動。根據(jù)現(xiàn)有的家用防盜報(bào)警器的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)想能利用光電鼠標(biāo)原理，設(shè)計(jì)一種簡易防盜報(bào)警器，通過光軌跡檢測到家居或商場的電器在被盜過程中的移動信號，從而發(fā)出聲音或燈光警示，同時(shí)簡化掉一些不常用的功能，將大大減少隨身攜帶筆記本電腦以及普通家用電器防盜報(bào)警器產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高防盜報(bào)警效果，是一個(gè)非常有意義的研究課題。

1設(shè)計(jì)思路

1.1光電鼠標(biāo)工作原理

目前常用的光電鼠標(biāo)，當(dāng)靜止后燈會變暗，不管你多么輕的去想把它移動，鼠標(biāo)的燈都會變亮，檢測到你的移動。光學(xué)鼠標(biāo)主要由四部分的核心組件構(gòu)成，分別是發(fā)光二極管、透鏡組件、光學(xué)引擎（Optical Engine）以及控制芯片組成。光電鼠標(biāo)的工作原理是：在光電鼠標(biāo)內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二極管，通過該發(fā)光二極管發(fā)出的光線，照亮光電鼠標(biāo)底部表面（這就是為什么鼠標(biāo)底部總會發(fā)光的原因）。然后將光電鼠標(biāo)底部表面反射回的一部分光線，經(jīng)過一組光學(xué)透鏡，傳輸?shù)揭粋€(gè)光感應(yīng)器件（微成像器）內(nèi)成像。這樣，當(dāng)光電鼠標(biāo)移動時(shí)，其移動軌跡便會被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像。最后利用光電鼠標(biāo)內(nèi)部的一塊專用圖像分析芯片（DSP，即數(shù)字微處理器）對移動軌跡上攝取的一系列圖像進(jìn)行分析處理，通過對這些圖像上特征點(diǎn)位置的變化進(jìn)行分析，來判斷鼠標(biāo)的移動方向和移動距離，從而完成光標(biāo)的定位。

1.2 基于光軌跡的防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)

根據(jù)光電鼠標(biāo)原理，本文提出了一種簡易電器防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)方案?；诠廛壽E的防盜報(bào)警器由光軌跡檢測模塊、警笛喇叭和警笛LED燈、電池、小型MCU（單片機(jī)）組成，將報(bào)警器放入需要保護(hù)的電器上，比如筆記本電腦上，開啟報(bào)警模式，當(dāng)有人在沒有允許的情況下移動筆記本電腦，報(bào)警器檢測到移動將報(bào)警信號傳給單片機(jī)，單片機(jī)控制警笛喇叭發(fā)出警笛音，警笛LED燈發(fā)出燈光警示，從而達(dá)到防盜的效果?；诠廛壽E的防盜報(bào)警器的總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2 主系統(tǒng)和主要功能模塊設(shè)計(jì)

基于光軌跡的簡易電器防盜報(bào)警器包括防盜電器、電池供電電路、依次連接的光軌跡檢測電路、STM32控制電路、喇叭和LED燈報(bào)警電路。防盜電器與光軌跡檢測電路連接。電池供電電路與STM32控制電路連接。STM32控制電路中控制芯片為STM32F103R8T6控制芯片。光軌跡檢測電路為基于凌陽光電鼠標(biāo)芯片C1165的光電鼠標(biāo)檢測電路，凌陽光電鼠標(biāo)芯片C1165的管腳5、管腳4分別通過USB數(shù)據(jù)線連接STM32F103R8T6控制芯片的管腳44、管腳45。

2.1 電池供電電路設(shè)計(jì)

電池供電電路由三節(jié)1.5V的電池串聯(lián)，再通過LDO線性電源芯片ASM1117-3.3V與STM32F103R8T6控制芯片連接。如圖2所示。

2.2光軌跡檢測電路設(shè)計(jì)

光軌跡檢測電路是基于凌陽單片機(jī)（C1165）的光電鼠標(biāo)檢測電路（如圖3所示），圖中D1為我們見到的鼠標(biāo)燈，本報(bào)警器擺在防盜電器上，另外通過剛性的固定架固定在桌子上，當(dāng)有人移動報(bào)警器下的防盜電器時(shí)，防盜電器相對于報(bào)警器就產(chǎn)生了移動，C1165通過5腳與4腳組合的USB線發(fā)送位移信號給中央處理器（STM32），STM32上面有USB接口（44與45腳），通過分析USB線上的位移數(shù)據(jù)判斷非法移動，然后控制喇叭電路輸出報(bào)警聲音，同時(shí)LED燈顯示電路閃燈報(bào)警。

2.3 喇叭驅(qū)動及LED燈顯示電路設(shè)計(jì)

按照常規(guī)連接方法，通過USB數(shù)據(jù)線，將光電鼠標(biāo)芯片（如凌陽光電鼠標(biāo)芯片C1165）與STM32F103R8T6控制芯片連接，再將STM32F103R8T6控制芯片與喇叭和LED燈連接?；诠廛壽E的簡易電器防盜報(bào)警器不再需要另外的算法編程。喇叭驅(qū)動及LED燈顯示電路如圖4所示。

3 結(jié)束語

針對時(shí)下的電器防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)原理復(fù)雜、安裝、擴(kuò)展不方便以及易于損壞，而且成本高、價(jià)格昂貴的特點(diǎn)，本款設(shè)計(jì)提出的基于光軌跡的簡易電器防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)方案是根據(jù)光電鼠標(biāo)原理原理設(shè)計(jì)的防盜報(bào)警器電路系統(tǒng)。整個(gè)電路系統(tǒng)只包括防盜電器、電池供電電路、依次連接的光軌跡檢測電路、STM32控制電路、喇叭和LED燈報(bào)警電路，不涉及任何軟件和程序。使用過程中將報(bào)警器放入需要保護(hù)的電器上，開啟報(bào)警模式，當(dāng)有人在沒有允許的情況下移動該電器，喇叭發(fā)出警笛音，LED燈發(fā)出燈光警示，該報(bào)警器成本低、功能優(yōu)、防盜效果好，是家居防盜的優(yōu)良選擇。本論文的工作是對光軌跡在報(bào)警器的應(yīng)用的一個(gè)積極有效的探索。

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