基于Cerebot MX4开发板的家用智能监控系统整体方案设计 一氧化碳, 高新技术, 监控系统, 开发平台, 健康问题

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前言
未来中国监控市场还将继续向家庭化、民用化方向发展。家庭用户是监控领域不可缺少的重要客户。家用智能监控系统，是一种开放的、使用了多项高新技术的智能化、人本化的集成系统。为此我们设计了一种基于Cerebot MX4开发平台的家用智能监控系统。

在经济快速增长的今天，随着人民生活水平日益提高，安全健康的家居环境越来越受到人们的重视。针对安全问题：系统实时监测烟雾、一氧化碳、贵重物品及人员进出情况等，针对健康问题：实时监控环境的温度和湿度等。此次设计中我们用到了Cerebot MX4开发板的大部分功能，并且依托32位PIC微控制器这个性能卓越的开发平台为监控系统加入了语音模块和GSM通讯模块，使产品设计更具智能化和人性化。

一．系统方案设计

设计总体框图

二．系统工作原理

利用Cerebot MX4开发板作为本系统的核心控制单元，热释电人体红外传感器、光电传感器及烟雾传感器构成检测单元，键盘和液晶显示组成人机交互界面，LED报警灯和语音模块为声光报警执行单元，无线收发模块为传感器与Cerebot MX4之间的通讯单元。当检测单元检测到信号时，由检测单元传给控制单元，控制单元进行分析和处理并控制声光报警执行单元产生声光报警，同时将实时信号由GSM模块以短信的形式发送给指定手机，显示单元实时显示宿舍内的安防情况，通过按键进行主人身份唯一识别控制系统的运行，另外，系统还加入了真人语音提示、密码保护、禁如时间设定、操作声音开关设置等功能，充分体现了此次设计智能化和人性化的主题。

三．系统硬件设计（单元电路设计及分析）

3.1核心控制系统

  作为核心控制单元， 我们在设计时主要考虑了Cerebot MX4所具有的以下卓越性能：
• 单片机采用哈佛结构, 支持MIPSl6e 16位指令集构架
• 128位宽的闪存，可缩短单个指令的取指时间，，可减少大量代码
• 高性能32 位 RISC CPU，带5 级流水线的 MIPS32   M4K™ 32 位内核
• 两组各32 个32 位内核文件寄存器，可减少中断延
• 预取高速缓存模块可加速从闪存的执行速度
• 2 个 I2C™ 模块，2 个 UART 模块，2个SPI模块，2 个模拟比较器
• 5 个 16 位定时器/ 计数器，5 个外部中断引脚
• 最多 16 路通道的 10 位模数转换器
• I/O 引脚上的高拉/ 灌电流（18 mA/18 mA），数字 I/O 引脚上的可配置漏极开路输出
• 硬件实时时钟/  日历（Hardware Real-Time Clock/Calendar，RTCC）

3.2人体检测

一般来说，人体会发出波长为10um 左右的红外线，在本次设计中使用的热式红外探头RE200B作为红外感应源，它能接收到人体发出的波长为10um、频率在0.3HZ~3HZ 的红外线。此类红外线通过菲涅尔透镜滤光片增强后聚集在红外感应源上，感应源接收到人体红外辐射后温度发生变化，继而失去电荷平衡，向外释放电荷，经过后续电路进行信号处理。其感应距离完全能达到题目要求的5米检测范围。为了保证该检测电路不受杂波干扰，我们在信号被采集后设计了带通滤波器，经计算得出其上下截止频率分别为3HZ和0.3HZ 左右，能够有效滤除杂波干扰。

除此之外，我们还采用了光电传感器和热式红外探头配合检测人员进出，这样不仅可以避免由于其他物体进入监测范围造成误报，还可以通过光电传感器感应到来自不同方向的人员进入室内，从而准确识别出当前情况下的室内人数。

BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理芯片 ，其内部由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。在接收到信号后，BIS0001通过内部运算放大器组成信号前级预处理电路，将信号放大。然后耦合给另外一个运算放大器，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高，将输出信号送到由两个比较器组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号经无线模块传送给单片机处理。电路如下图所示：

  

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