基于振動(dòng)感知的周界安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于振動(dòng)感知的周界安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一章緒論范以及周界報(bào)警防范帶來的相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為社會(huì)公共安全科學(xué)技術(shù)的重要組成部分。美國在“911”事件爆發(fā)后，率先加大了周界安防預(yù)警領(lǐng)域的研發(fā)力度，進(jìn)而帶動(dòng)911事件后，在美國和以色列等西方國家出現(xiàn)了針對(duì)防破壞、防爆炸、防越界、防在過去一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)的“安防系統(tǒng)”大多數(shù)是由單一功能安防子系統(tǒng)組成的科學(xué)技術(shù)，使得過去的主要靠人力防范(其自身往往受主觀條件，例如人員素質(zhì)、精力和客觀條件，比如時(shí)間、地域等因素的影響)這種手段難以適應(yīng)，也很難避免出現(xiàn)失誤第一章緒論。介紹了基于振動(dòng)傳感器的周界圍欄報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用背景，提出第二章振動(dòng)報(bào)警器的設(shè)計(jì)。介紹了振動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生以及振動(dòng)信號(hào)的采集包括振動(dòng)傳感器的介紹、振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量方法并在此基礎(chǔ)上研制了一種滾珠式振動(dòng)傳感器。第三章硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)周界報(bào)警防范系統(tǒng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一款基于振動(dòng)傳感第四章報(bào)警算法研究。介紹了幾種信號(hào)預(yù)處理的方法，并在時(shí)域和頻域提取出人為攀爬圍欄的特征。利用改進(jìn)中值濾波的方法對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警處理，并在MATLAB軟件上進(jìn)行驗(yàn)證。第五章RS422雙環(huán)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。詳細(xì)給出了通信模塊物理連接結(jié)構(gòu)框圖和工作原理以及具體的通信協(xié)議等等。第二章振動(dòng)報(bào)警器的設(shè)計(jì)振動(dòng)現(xiàn)象在我們的日常生活和生產(chǎn)中隨處可見，比如:我們小時(shí)候玩的蕩秋千，機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或一個(gè)系統(tǒng)的物理量在其平均值(或平衡值)附近的來回變動(dòng)的物理現(xiàn)象叫做如:隨機(jī)現(xiàn)象的單個(gè)時(shí)間歷程稱為樣本函數(shù)。隨機(jī)現(xiàn)象可能產(chǎn)生的全部樣本函數(shù)的集合，稱為隨機(jī)過程。一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試通常采用的傳感器有以下幾種:非接觸式電渦流傳感器、復(fù)振動(dòng)傳感器的頭部有一個(gè)線圈，此線圈利用高頻電流(前置放大器的高頻振蕩器提致最終傳感器的輸出電壓變小;當(dāng)間隙較大的時(shí)候，電渦流較弱，導(dǎo)致最終傳感器的輸在振動(dòng)速度傳感器[9]的內(nèi)部有一個(gè)被固定住的永久性磁鐵和一個(gè)被彈簧固定著的線(在此處均為常數(shù))、線圈切割磁力線的速度成正比，這樣就會(huì)得到如下結(jié)論:磁鐵的運(yùn)動(dòng)速度和輸出電動(dòng)勢(shì)成正比，也就是傳感器的輸出電壓正比于待測(cè)量物體的振動(dòng)速度。3)壓電式加速度傳感器的工作原理壓電式加速度傳感器是以某些晶體元件受力后會(huì)在其表面產(chǎn)生不同電荷的壓電效電荷量的多少和所受外力的大小有關(guān):當(dāng)受到的外力較大時(shí)，產(chǎn)生的電荷量較多，當(dāng)受振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試方法是光，光的物理特性決定了此種測(cè)量方法具有精度高(較高的靈敏度和分辨率，響應(yīng)速實(shí)現(xiàn)了非接觸測(cè)量)、測(cè)參數(shù)多(傳感器結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)被測(cè)對(duì)象的附加影響小)等特點(diǎn)，其它形式的電量等;然后再檢測(cè)電學(xué)參數(shù)，就會(huì)得到所要檢測(cè)的機(jī)械量。同樣為了便于第三章硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)機(jī)，單片機(jī)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別[fl}}，判斷是否為非法入侵行為，并進(jìn)行及時(shí)報(bào)警。振動(dòng)傳感器模塊電路圖如圖3.2所示:zZC5000系列DSP采用的是雙電源供電方式，也就是內(nèi)核與T/O都需要供電，TMS320C54x型DSP，其主頻最高可達(dá)300MHz，他devicevoltage)為1.26V，T/O電壓(CVDD,corevolgata)則與外部其他芯片相同為3.3V。在電源電路可以通過改變分壓電阻值來獲得，結(jié)構(gòu)圖與圖3.4、圖3.5相似。DSP54x需要系統(tǒng)在上電時(shí)為其提供一個(gè)100}200ms復(fù)位脈沖，并且由于DSP54x的信號(hào)，晶振的輸出引腳直接與CLKIN和ECLKIN相接，并通過設(shè)置PLL電路的CLKMDO-CLKMD引2腳來確定倍頻系數(shù)，經(jīng)過倍頻，產(chǎn)CU的工作時(shí)鐘以及同步接口所FLASH的加載程序從CEI空間引導(dǎo)裝載。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，DSP6713通過鎖存Boot第四章報(bào)警算法研究XXXX域中的相關(guān)性和頻域中的功率譜進(jìn)行分析的時(shí)候，嚴(yán)重的會(huì)造成低頻譜完全失去真實(shí)合采樣信號(hào)x，則有:k我們依次取E(a)對(duì)a，求偏導(dǎo)數(shù)，這樣就得到一個(gè)關(guān)于M+1元線性方程組:時(shí)的趨勢(shì)項(xiàng)為常數(shù)，有:對(duì)方程組((4.5)求解，得:為:消除線性趨勢(shì)項(xiàng)的算子為:通常情況下，我們利用采集系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，而在此過程中經(jīng)?；烊朐肼?。大但濾波效果較差;樣條函數(shù)法具有算法多樣，處理效果較好的特點(diǎn)，其通過樣條插值逼N一現(xiàn)反FFT運(yùn)算:較高的自適應(yīng)性，如此又進(jìn)一步提高了其濾波特性。這樣，我們得到如下結(jié)論:中值濾波器適合對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行處理，而這一場(chǎng)合是一些線性濾波器無法應(yīng)用的。中值濾波器對(duì)一維信號(hào)的濾波過程如下:中值濾波器的窗口順次移動(dòng)，通常我們選得到如下輸出結(jié)果med=(xl)對(duì)于窗口長度n=2k+1的中值濾波器，意味著:3)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示[}ZS}，因?yàn)椴杉降臄?shù)據(jù)為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，那么我們形象的若是沒有，則此處正常?？傮w流程圖如下:當(dāng)沒有任何干擾時(shí)，圖形中全部表現(xiàn)為低電平;當(dāng)有風(fēng)吹時(shí)，會(huì)引起圍欄晃動(dòng)，圖總控計(jì)算機(jī)COM1端口發(fā)出指令后:4)遵循此過程完成整個(gè)通信模塊網(wǎng)絡(luò)的聞?dòng)嵟c控制。同樣總控計(jì)算機(jī)C4.RS422通信電纜[31]，通過殼體端子6，按照如下順序與光端機(jī)端子相連6.當(dāng)某路報(bào)警器輸出短路信號(hào)時(shí)，則相應(yīng)標(biāo)號(hào)的報(bào)警狀態(tài)指示燈亮起;當(dāng)某路輸出聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)時(shí)，則相應(yīng)編號(hào)聯(lián)動(dòng)指示燈亮起。第六章軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)故障和線路故障兩類:當(dāng)通信控制器故障時(shí)，能指出通信控制器編號(hào);當(dāng)線路發(fā)生故障2.報(bào)警處理、顯示和控制7)與視頻矩陣聯(lián)動(dòng)功能(目前己具有兩個(gè)協(xié)議:AD,深視王，其它視頻矩陣。只要提供通信協(xié)議即可加入本軟件)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，通過視頻矩陣能將報(bào)警防區(qū)預(yù)先指定攝11)交接班日志和查詢功能。軟件設(shè)置了值班人員交接登記和密碼控杜絕了值班責(zé)任不清和無關(guān)人員操作系統(tǒng)的問題，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定工作的安全性。計(jì)算機(jī)的配置要求和軟件的安裝方法:2)操作系統(tǒng):WINDOWSXP\VISTA\7o2)確定比例尺:選擇“確定比例尺”。點(diǎn)擊己知長度目標(biāo)的兩端，輸入目標(biāo)己知長度(單位:米)。確定比例尺后，在畫防區(qū)時(shí)，將以此為標(biāo)準(zhǔn)，確定出每個(gè)防區(qū)的真實(shí)距選擇“防區(qū)設(shè)置”菜單點(diǎn)擊“添加/更新”按鈕，己經(jīng)安裝的通信機(jī)將全部顯示在上方的顯示框內(nèi)。根據(jù)顯示，檢查所安裝的通信機(jī)數(shù)量是否正確、地址是否重3)前端警報(bào)器啟閉:一旦有了報(bào)警，前端警報(bào)器將自動(dòng)投入工作，但關(guān)閉必須通過數(shù)據(jù)查詢分為歷史查詢和當(dāng)日查詢兩種在線故障報(bào)告處理對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)庫是重要的組成部