一種紅外單目標(biāo)跟蹤與防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們對(duì)自己所處環(huán)境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時(shí)刻留意那些不速之客。現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng)，大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。由于紅外線是不可見(jiàn)光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)目前使用的各類防盜、保安報(bào)警器基本都是以超聲波、主動(dòng)式紅外發(fā)射／接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的基于紅外的目標(biāo)跟蹤以及防盜系統(tǒng)主要有兩類：主動(dòng)紅外跟蹤系統(tǒng)和被動(dòng)紅外跟蹤報(bào)警系統(tǒng)。前者主要用于視頻會(huì)議、辦公室人員的定位跟蹤或者醫(yī)院對(duì)病人的定位跟蹤等，主動(dòng)紅外跟蹤系統(tǒng)其優(yōu)點(diǎn)在于針對(duì)性強(qiáng)、誤報(bào)率低，但是尚未應(yīng)用于防盜領(lǐng)域。后者主要應(yīng)用于一些民用或商用報(bào)警系統(tǒng)，由于人本身輻射一定波長(zhǎng)的紅外線，紅外探測(cè)器檢測(cè)到紅外變化而產(chǎn)生斬波信號(hào)從而觸發(fā)報(bào)警電路，其靈敏度較高，適用于對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的偵測(cè)。用它制作的防盜報(bào)警器與目前市場(chǎng)上銷售的許多防盜報(bào)警器材相比，具有如下特點(diǎn)：不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源；靈敏度高、控制范圍大；隱蔽性好，可流動(dòng)安裝。

對(duì)于一些大型倉(cāng)庫(kù)或者保密性較高的場(chǎng)所，通常都希望工作人員進(jìn)入時(shí)對(duì)其行為進(jìn)行跟蹤而不報(bào)警；而對(duì)非系統(tǒng)內(nèi)部人員在進(jìn)行防盜報(bào)警同時(shí)，并對(duì)其進(jìn)行跟蹤錄像。針對(duì)該應(yīng)用需求，本文提出了一種兼主動(dòng)和被動(dòng)紅外報(bào)警于一體的目標(biāo)跟蹤和報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，給出了原理框圖，在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的工作流程。特別是系統(tǒng)的被動(dòng)紅外跟蹤報(bào)警功能更是為一些突發(fā)事件的后續(xù)偵查提供了可靠證據(jù)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)組成如圖1所示。其中紅外接受器IR2638、微處理器STC89C53RC、電機(jī)控制電路A3977、攝像頭等組成紅外主動(dòng)跟蹤模塊；熱釋電紅外傳感KP506B、微處理器STC89C53RC、電機(jī)控制電路A3977、攝像頭、報(bào)警器等組成被動(dòng)跟蹤報(bào)警模塊。

主動(dòng)跟蹤模塊用于跟蹤進(jìn)入檢測(cè)范圍的攜帶有紅外發(fā)射電路的已知目標(biāo)，模塊中的紅外接收器用來(lái)接收來(lái)自已知目標(biāo)的特定頻率的紅外信號(hào)，并將該紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給微處理器，微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，并根據(jù)視場(chǎng)定位算法得到目標(biāo)當(dāng)前位置，再通過(guò)電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)攝像頭對(duì)目標(biāo)的跟蹤，完成主動(dòng)跟蹤目標(biāo)的功能。

被動(dòng)跟蹤報(bào)警模塊用于跟蹤進(jìn)入系統(tǒng)的未攜帶紅外發(fā)射電路的未知目標(biāo)，模塊中的熱釋電紅外傳感器用來(lái)檢測(cè)人體輻射的紅外信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出給微處理器，微處理器再獲得信號(hào)及目標(biāo)位置后，分別輸出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警；同時(shí)輸出跟蹤信號(hào)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)云臺(tái)實(shí)現(xiàn)攝像頭對(duì)目標(biāo)的跟蹤，完成被動(dòng)跟蹤目標(biāo)并報(bào)警功能。

2 系統(tǒng)模塊化

2.1 主動(dòng)跟蹤模塊

此模塊主要完成對(duì)目標(biāo)的主動(dòng)識(shí)別與跟蹤。主要包括紅外傳感器接受電路、紅外視覺(jué)神經(jīng)調(diào)理電路及攝像機(jī)伺服電路。模塊組成如圖2所示。

(1)目標(biāo)：這里是指能夠發(fā)出紅外接收器接收的特定頻率段紅外信號(hào)的紅外發(fā)射器。