周界围栏探测系统的研究与设计

论文摘要

如今,安全防范已成为一个世界性的课题。而周界是防止外来入侵的第一道防线,因此周界入侵探测是安防领域的一个重要方向。周界入侵探测的主要任务是当设防周界发生入侵时能及时准确地检测到入侵信号并发出警告。随着社会的发展和科学技术的发展,周界入侵探测的应用范围也越来越广泛,现已经应用到社会的各个领域,如机场、军事基地、监狱、银行金库、油库等许多重要的区域。本文综述了目前市面上常用的几种探测方案,并提出了一种周界围栏探测的方案。该方案根据围栏特点采用两种传感器（惯性传感器和振动电缆）对围栏进行防护,并联动摄像头对防区进行监控。分析了惯性传感器的的探测原理设计了四防区惯性传感器检测电路。并设计了一款多防区周界监控总线报警主机。采用了一种基于振动电缆信号探测的探测方法,并进行了相关的软硬件设计。该部分系统的硬件部分采用了TI公司TMS320VC5509A作为中央处理器。根据振动电缆信号的特征提出了基于小波包分析的“频带-能量”特征向量提取方法用于入侵信号的特征分析。通过MATLAB对几种不同事件数据进行了仿真。分析和研究了各种信号的特征向量的分布情况。采用VC++技术设计了周界探测管理软件。完成了串口通讯、视频捕获、数据库建立等相关功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 周界探测系统综述
• 1.2.1 主动红外周界探测系统
• 1.2.2 微波入侵周界探测系统
• 1.2.3 张力式电子围栏探测系统
• 1.2.4 电子围栏周界探测系统
• 1.2.5 埋地磁场式泄漏电缆周界探测系统
• 1.2.6 光纤传感器周界探测系统
• 1.2.7 智能视频移动周界探测系统
• 1.3 多技术融合周界探测系统
• 1.3.1 传感器
• 1.3.2 报警主机
• 1.3.3 功能及特点
• 1.4 本课题研究的主要内容及其意义
• 1.4.1 论文意义
• 1.4.2 论文的主要研究内容
• 1.4.3 论文的结构安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 探测原理及信号分析处理
• 2.1 引言
• 2.2 惯性传感器探测原理及信号分析
• 2.2.1 惯性传感器及其检测原理
• 2.2.2 惯性传感信号处理方法
• 2.3 振动电缆探测原理
• 2.3.1 flexiguard振动电缆概述
• 2.3.2 振动电缆检测原理
• 2.4 振动电缆分析方法
• 2.4.1 小波包分析及算法
• 2.4.2 小波包信号阀值去噪
• 2.4.3 信号特征提取小波包分析方法
• 2.4.4 振动感知电缆样本数据分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 报警主机设计
• 3.1 报警主机结构框图
• 3.2 C8051F020微控制器概述
• 3.3 四防区惯性传感器组信号检测电路
• 3.3.1 传感器组连接方法
• 3.3.2 惯性传感器信号检测电路及原理
• 3.4 RS-422双环路通讯设计
• 3.4.1 RS-422双环路通讯原理
• 3.4.2 双环路通讯电路设计
• 3.5 防雷电路设计
• 3.6 其他外围设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 振动电缆探测器设计
• 4.1 振动电缆探测器结构框图
• 4.2 TMS320VC5509信号处理器概述
• 4.3 电缆信号的采集和存储电路
• 4.3.1 A/D转换器接口设计
• 4.3.2 A/D转换寄存器配置
• 4.3.3 扩展SDRAM电路设计
• 4.3.4 SDRAM操作指南
• 4.4 TMS320VC5509的SPI引导装载方法研究
• 4.4.1 VC5509引导模式选择
• 4.4.2 SPI-EEPROM引导的接口设计
• 4.5 振动探测识别的DSP软件设计
• 4.6 输出接口设计
• 4.7 本章小结
• 第5章 视频监控节点方案设计
• 5.1 引言
• 5.2 摄像机选型
• 5.3 云台选型
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 云台设置与连接方式
• 5.4 视频采集卡选型
• 5.4.1 选型指南
• 5.4.2 TC580-USB采集卡特点
• 第6章 周界探测平台的设计与实现
• 6.1 周界平台软件构架
• 6.2 防区监控模块设计
• 6.2.1 CserialPort类在串口通讯中的应用
• 6.2.2 RS-422通讯格式详细说明
• 6.2.3 监控模块软件界面实现
• 6.3 视频监控模块设计
• 6.3.1 云台控制协议
• 6.3.2 Windows环境下的VFW视频捕获技术
• 6.4 数据库信息模块设计
• 6.4.1 Access数据表建立
• 6.4.2 ADO动态连接数据库
• 6.4.3 报警数据录入界面设计
• 6.5 电子地图模块设计
• 6.6 用户管理模块设计
• 第7章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢