韩金磊 汤莉莉 陈志巍 黎霖 孙江波 王胜 高金旺
摘 要：该设计是利用热释电红外传感器采集周围人体红外线，通过STM32单片机系统对信号进行处理，同时控制2个舵机组成的云台系统对摄像头的位置姿态进行调整，使产生红外信号的目标进入摄像头视野范围内。在使目标进入监控范围内的同时，该装置可以通过GSM模块自动对指定手机发出信息，实现报警提示功能。该系统功能实现了对摄像头监控范围的创新，扩大了传统摄像头的监控范围，并且通过红外装置实现自动报警，免去了人为监视的麻烦，且成本低能方便大规模使用。
关键词：热释电红外传感器 舵机 摄像头
中图分类号：TP399；TN91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0064-02
Abstract： This design is the use of pyroelectric infrared sensors to collect infrared around the human body， through the STM32 microcontroller system for signal processing， and control the PTZ system consisting of two steering position of the camera is adjusted to generate infrared signal into the target camera view range. When the target is in the control range， the device can automatically send out information to the designated mobile phone through the GSM module， and realize the alarm function.. This system realizes the functions of innovation on the surveillance camera range， enlarge the monitoring scope of traditional camera， and through the infrared device to realize the automatic alarm， eliminates the artificial monitoring trouble， and the cost is low and convenient for large-scaleuse.
Key Words： Pyroelectric infrared sensor； Actuator； Camera
社会在进步，人们在不断追求便利的生活，市场在不断变化，高性能的摄像头监控系统有着广泛的使用率和光明的前景，高度的智能化是电子产品必然的发展趋势。随着高新技术的飞速发展计算机视觉技术越来越向智能化发展，已经被应用于监控上的技术有红外夜视摄像头、高清摄像机、摄像头车流量计等。这些特殊的摄像头对于维护社会安全，便利人们的生活提供了可靠的支持。
摄像头自动追踪系统以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器和单片机为基础[1]，利用舵机控制摄像头，用锂电池提供舵机动力，以达到控制大扭力电机的目的。当有人在附近时，红外传感器感应到红外信号，舵机组成的云台系统自动调节摄像头角度，使人的影像进入摄像头视野之内，这样就大大提高了摄像头的监控范围，尽量避免了存在的死角。在无人通过附近时舵机不工作这样降低了能耗。可以手动选择GSM是否进行报警，可以防止误报引起的麻烦。
1 总体硬件系统设计方案
该系统的设计主要由硬件系统和软件系统组成，硬件系统是由热释电红外信号处理模块、GSM模块[2]、舵机模块、稳压模块[3]、单片机控制模块、电源电路模块6个模块组成。其中，供电模块主要是为整个系统提供电量。系统硬件结构框图如图1所示。
2 系统软件设计
软件设计程序流程图如图2所示，具体流程如下：首先，接通电源，系统开始工作，按键K1没有按下系统摄像头工作正常角度固定，不开启传感器。按键K1按下，开启所有传感器，系统开始自动追踪功能。8个不同方向的热释电传感器工作。当其中一个探测到信号，由信号线传递给单片机，单片机控制2个舵机调整摄像头位置[4，5]。如果目标在红外传感器探测范围内10 s以上，GSM模块就会自动发送短信到手机进行报警。
3 方案难点及关键技术
该设计方案难点在于：
（1）热释电传感器信号采集的比较小，需要经过检測、放大等各种处理。
（2）360°舵机角度无法固定调转，需要建立参考系。
（3）GSM模块程序复杂，调试烦琐。
该设计方案关键技术有：
（1）电源稳压技术，单片机和其他模块需要稳定的电压，可靠的稳压电路十分重要，否则可能导致烧掉芯片。
（2）软件编程中，多个中断同时使用，但彼此之间不会产生影响。
（3）用地磁传感器实现给定360°舵机一个参考系。
（4）运用STM32单片机强大的处理能力同时实现舵机的控制和GSM模块的报警功能。
4 系统的测试结果分析
该设计系统通过反复调试和测试，实现了预想的理想结果。
（1）热释电红外传感器感应的距离为0～6 m，能在这个范围内自动进行摄像头角度的转换，工作时比较灵敏。
（2）稳压电路正常，能提供持续且稳定的电源。
（3）当热释电红外传感器感应到人体红外信号时，GSM模块可以自动发送数据。
5 结语
该摄像头可以应用到多种场合，如智能个人防盗系统，社区内监控，野外拍摄等。红外传感器的探测范围是6 m，可以根据需要调节感应距离和反应时间。GSM模块可以做到用手机就可以掌握监控范围内的安全情况。该设计在很大程度上方便了监控工作，节约了人力资源。在这个万物互联的时代，智能的摄像头追踪系统能为我们的生活带来更多的安全保障和各个方面的便利。
参考文献
[1]何希才.传感器技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2]赵琳.卫星导航系统[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.
[3]华成英，童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.
[4]李志明.STM32嵌入式系统开发实战指南[M].北京：机械工业出版社，2013.
[5]杨光祥.STM32单片机原理与工程实践[M].武汉：武汉理工大学出版社，2013.
