基于單片機(jī)的智能安防裝置的設(shè)計(jì)①

周明龍， 沈曄超

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

0 引 言

安全監(jiān)控系統(tǒng)是使用光纖、同軸電纜或微波在其閉環(huán)和從相機(jī)到圖像顯示和記錄傳輸視頻信號(hào)的系統(tǒng)[1]。它可以實(shí)時(shí)反映形像和現(xiàn)實(shí)中的監(jiān)控對象，極大地延長了人眼的觀看距離，同時(shí)也擴(kuò)大了人眼的功能,使一切真實(shí)發(fā)生的一幕被監(jiān)控，并通過攝像頭記錄下來[2，3]?，F(xiàn)有安防系統(tǒng)一般需要人員全天候值守進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅價(jià)格昂貴，而且維護(hù)成本高[4,5]。鑒于上述缺陷，文中設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的智能安防裝置。

1 基于單片機(jī)的智能安防裝置的技術(shù)方案

為解決現(xiàn)有安防裝置需人員全天候值守的問題，智能安防裝置的技術(shù)方案主要包括以下的基本技術(shù)方案與改進(jìn)技術(shù)方案[6]。

1)基本技術(shù)方案

智能安防裝置包括殼體、蓋板、人體感應(yīng)器、彈性銷、攝像組件、單片機(jī)、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊，蓋板位于殼體頂部，蓋板與殼體螺紋相連，人體感應(yīng)器位于殼體外壁右側(cè)，人體感應(yīng)器與殼體螺紋相連，彈性銷位于殼體外壁下端，彈性銷與殼體螺紋相連，攝像組件位于彈性銷下端，攝像組件與彈性銷彈性相連，單片機(jī)位于殼體內(nèi)壁底部中心處，單片機(jī)與殼體螺紋相連，通信模塊位于殼體內(nèi)壁底部上端左側(cè)，通信模塊與殼體螺紋相連，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊位于殼體內(nèi)壁底部上端右側(cè)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與殼體螺紋相連，攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊位于殼體內(nèi)壁底部下端左側(cè)，攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊與殼體螺紋相連，電源模塊位于殼體內(nèi)壁底部下端右側(cè)，電源模塊與殼體螺紋相連。

2)改進(jìn)技術(shù)方案

在上述基本技術(shù)方案的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步改進(jìn)，在彈性銷上還設(shè)有若干鋼珠，鋼珠與彈性銷彈性相連。攝像組件還包括底座、攝像頭、手?jǐn)Q螺釘。底座位于彈性銷外壁，與彈性銷彈性相連。攝像頭位于底座外壁右側(cè)，與底座鉸鏈相連。手?jǐn)Q螺釘貫穿攝像頭且貫穿底座，與攝像頭活動(dòng)相連且與底座螺紋相連。底座還設(shè)有若干限位槽，限位槽不貫穿底座主體，與鋼珠相切。攝像頭還設(shè)有調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽貫穿攝像頭主體。

2 基于單片機(jī)的智能安防裝置實(shí)例說明

如圖1，智能安防裝置包括殼體1、蓋板2、人體感應(yīng)器3、彈性銷4、攝像組件5、單片機(jī)6、通信模塊7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8、攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊9、電源模塊10。蓋板2位于殼體1頂部，與殼體1螺紋相連。人體感應(yīng)器3位于殼體2外壁右側(cè)，與殼體1螺紋相連。彈性銷4位于殼體1外壁下端，與殼體1螺紋相連。攝像組件5位于彈性銷4下端，與彈性銷4彈性相連。單片機(jī)6位于殼體1內(nèi)壁底部中心處，與殼體1螺紋相連。通信模塊7位于殼體1內(nèi)壁底部上端左側(cè)，與殼體1螺紋相連。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊8位于殼體1內(nèi)壁底部上端右側(cè)，與殼體1螺紋相連。攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊9位于殼體1內(nèi)壁底部下端左側(cè)，與殼體1螺紋相連。電源模塊10位于殼體1內(nèi)壁底部下端右側(cè)，與殼體1螺紋相連。彈性銷4還設(shè)有若干鋼珠401，鋼珠401與彈性銷4彈性相連。

圖1 基于單片機(jī)的智能安防裝置主視圖

如圖2所示,攝像組件5還包括一個(gè)底座501、照相機(jī)502、翼形螺釘503，并且底座501位于彈性銷4的外壁上。底座501與彈性銷4彈性相連。攝像頭502位于底座501外壁右側(cè)，與底座501鉸鏈相連。手?jǐn)Q螺釘503貫穿攝像頭502且貫穿底座501，與攝像頭502活動(dòng)相連且與底座501螺紋相連。底座501還設(shè)有若干限位槽504，限位槽504不貫穿底座501主體，限位槽504與鋼珠401相切。攝像頭502還設(shè)有調(diào)節(jié)槽505，調(diào)節(jié)槽505貫穿攝像頭502主體，通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)底座501，將鋼珠401切換到不同限位槽504內(nèi)，從而改變攝像頭502水平角度，手動(dòng)調(diào)節(jié)手?jǐn)Q螺釘503在調(diào)節(jié)槽505內(nèi)的位置，從而調(diào)節(jié)攝像頭502垂直角度。

圖2 基于單片機(jī)的智能安防裝置的攝像組件主視圖

圖3是制作的仿真實(shí)物模型，可以通過手機(jī)來控制基于單片機(jī)的智能安防裝置。工作時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)攝像組件角度，使其正對需監(jiān)視區(qū)域，電源模塊對單片機(jī)進(jìn)行供電，當(dāng)有人經(jīng)過監(jiān)控區(qū)域時(shí)，人體感應(yīng)器觸發(fā)并將信息傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)控制攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)攝像頭進(jìn)行拍攝圖片和影像，同時(shí)，圖片信息和影像上傳至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，隨后，單片機(jī)提取圖片信息并通過通信模塊將圖片信息上傳給手機(jī)，可以通過手機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控所需監(jiān)視區(qū)域。

圖3 基于單片機(jī)的智能安防裝置的仿真實(shí)物模型

3 結(jié) 語

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該智能安防裝置工作時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)攝像組件角度，使其正對需監(jiān)視區(qū)域，電源模塊對單片機(jī)進(jìn)行供電，當(dāng)有人經(jīng)過監(jiān)控區(qū)域時(shí)，人體感應(yīng)器觸發(fā)并將信息傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)控制攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)攝像頭進(jìn)行拍攝圖片和影像，同時(shí)，圖片信息和影像上傳至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。單片機(jī)提取圖片信息并通過通信模塊將圖片信息上傳給特定終端。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，不僅自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，且自動(dòng)抓取并上傳信息，無需人員值守。同時(shí)，靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短，安全性能高、維護(hù)成本低[7]。