校園電子巡更系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　0引言

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)安全防范的要求也越來(lái)越高。安防行業(yè)迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，在智能化樓宇和智能化小區(qū)相繼熱潮之后，又一個(gè)新興的領(lǐng)域一校園的智能安全管理系統(tǒng)的建設(shè)在各地也相繼掀起了熱潮。學(xué)校是人口密集區(qū)，場(chǎng)地分散、管理人員少，而且學(xué)生生性好動(dòng)、防范意識(shí)差。不法分子潛入校園進(jìn)行盜竊、搶劫、以及校園暴力事件時(shí)有發(fā)生，而保安在校園安全維護(hù)方面起著舉足輕重的作用，巡更保安必須盡職盡責(zé)，以減少校園犯罪事件的發(fā)生，對(duì)保安系統(tǒng)的規(guī)范化管理則顯得意義重大，在這種情況下，校園電子巡更系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

　　校園電子巡更系統(tǒng)應(yīng)用美國(guó)的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)，存儲(chǔ)保安的巡更時(shí)間、巡更路線的地理數(shù)據(jù)，能夠在控制終端重現(xiàn)巡更軌跡，并能夠在遇到突發(fā)事件的時(shí)候及時(shí)向控制中心發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

　　1 總體設(shè)計(jì)

　　校園電子巡更系統(tǒng)主要包括兩部分：手持巡更儀部分利用GPS衛(wèi)星定位模塊接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)提取時(shí)間、經(jīng)度、緯度等有用數(shù)據(jù)并對(duì)得到的有用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和控制，而且在出現(xiàn)緊急突發(fā)事件的時(shí)候，巡更人員能夠通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊向控制終端發(fā)送攜帶巡更人員地理位置數(shù)據(jù)的警報(bào)信息?？刂平K端部分主要由控制界面和具體的校園電子地圖組成，巡更人員需要把每天的巡更數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳送給上位PC機(jī)，以便重現(xiàn)巡更人員的巡更軌跡。系統(tǒng)總體框圖如圖1。

　　2 巡更儀電路設(shè)計(jì)

　　電路主要包括：Atmegal6L單片機(jī)控制電路、GPS接收電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、無(wú)線傳輸電路、電源管理電路。電路結(jié)構(gòu)如圖2。

　　2．1 核心控制部分

　　處理核心選用8位低功耗微控制器ATmegal6L，具有片內(nèi)16 K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，1 K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和512字節(jié)的E2PROM。它具有32個(gè)通用I／O口線、32個(gè)通用工作寄存器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC、1個(gè)USART、8通道10位ADC、具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器、SPI串行端口、與IEEE1149．1規(guī)范兼容的JTAG測(cè)試接口，此接口同時(shí)還可以用于片上調(diào)試，以及六種可以通過(guò)軟件選擇的省電模式。其中使用了PD0(RXD)引腳接受Leadtek 9548GPS傳送的GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，考慮到單片機(jī)內(nèi)部的flash存儲(chǔ)空間較小，可利用ATmegal6L的PA組口進(jìn)行存儲(chǔ)擴(kuò)展，這里使用的是K9F3208并口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片。可以通過(guò)兩種方式向上位PC機(jī)傳送數(shù)據(jù)，一是通過(guò)ATmegal6L的串口外接MAX232芯片，輔助外圍電路，通過(guò)PC機(jī)的RS232通用串行接口傳輸，二是通過(guò)ATmegal6L的SPI接口外接NRF905無(wú)線收發(fā)模塊向控制中心傳輸數(shù)據(jù)，這種傳輸功耗較大，只在出現(xiàn)突發(fā)情況的時(shí)候采用這種傳輸方式。ATmegal6L模塊控制電路如圖3。

　　2．2 GPS定位部分

　　GPS衛(wèi)星定位部分由Leadtek 9548GPS核心模塊，輔助以外圍電路組成。Leadtek 9548GPS模塊核心采用美國(guó)瑟孚公司設(shè)計(jì)的SIRFStarIII低耗電量衛(wèi)星定位接收晶片，有20個(gè)通道，能夠確保最高的接收靈敏度；內(nèi)部有可充電電池，可以保存星歷數(shù)據(jù)，便于快速定位；標(biāo)準(zhǔn)的MMCX天線接口，便于連接GPS天線；標(biāo)準(zhǔn)NMEA0183信號(hào)輸出；工作電壓低(3．3～5．0V直流)，工作電流小(49 mA)，接收靈敏度為-159 dBm；TTL電平數(shù)據(jù)輸出，每秒一次GPS全數(shù)據(jù)；支持多種串口通訊波特率，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為4800 bpsc。Leadtek9548GPS電路圖如圖4。