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主被动结合型智能红外监控系统研究和设计

作　者: 郭秀秀
导　师: 吕建平
学　校: 苏州大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 目标跟踪 主被动结合 语音报警 有限状态机
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 115次
引　用: 3次
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内容摘要


当前基于红外技术的目标监控系统主要有两种:一种为主动红外跟踪定位系统,另一种为基于热释电红外传感器的报警系统,本文结合两种安防监控系统的特点,提出针对单目标的,兼主动跟踪与被动跟踪报警功能于一身的智能红外安全监控系统。进入系统监控区域的目标,根据其是否携带发射装置分为两类:“既定目标”和“裸目标”。对于“既定目标”,通过检测其携带的发射装置发射出的红外辐射,进行目标身份判断,分析目标运动轨迹,跟踪目标,为监控场所提供24小时的视频流;“裸目标”视为进入系统检测范围的“非法入侵人员”,系统通过热释电开关检测“裸目标”,控制器发出报警和跟踪命令,监控目标的运动情况。主、被动结合起到全方位的监控和安全防范作用,并且弥补了当前安防系统无法辨别“访客”身份的不足,实现了选择性报警功能,使系统在较低成本基础上达到较高的智能化。本文整体描述了系统结构模型和使用环境,及其工作原理;然后分模块介绍设计思路和实现方案。由于各模块感应原理的差异性,因此主被动两模块采取独立的跟踪算法,论文对每个模块的跟踪算法给出详细描述,并就避免传感器在感应边界灵敏度下降提出方案,提高了系统工作的稳定性、及时性和准确性;并完成了感应节点的硬件设计,电路板的制作和调试,以及执行机构的设计等。实验结果表明,系统工作稳定,环境依赖程度小,网络连接易扩展,具有良好的应用价值,达到了本文的预定目标。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 红外目标跟踪监控技术简介  10-14
    1.1.1 目标跟踪系统特点及分类  10-12
    1.1.2 现有红外系统分析  12-14
  1.2 本文主要研究内容  14-18
    1.2.1 系统总体设计  15-17
    1.2.2 本文研究工作  17-18
  1.3 内容安排  18-19
第二章 主动红外跟踪模块设计  19-32
  2.1 主动模块组成及工作原理  19-20
  2.2 红外感光系统结构与建模  20-26
    2.2.1 红外点光源模型  20-24
    2.2.2 红外感光器件  24-25
    2.2.3 结构模型  25-26
  2.3 信号生成和检测电路  26-31
    2.3.1 目标信号生成与识别  26-27
    2.3.2 红外传感器IR2638 特性  27-29
    2.3.3 红外传感电路  29-31
  2.4 小结  31-32
第三章 被动红外跟踪报警模块设计  32-54
  3.1 被动模块结构设计与功能分析  32-33
  3.2 被动红外传感器工作原理及特性  33-39
    3.2.1 热释电红外传感器  33-36
    3.2.2 干涉滤光片  36
    3.2.3 菲涅尔透镜  36-39
  3.3 被动红外信号调理电路  39-42
    3.3.1 红外传感信号处理器BISS0001  39-41
    3.3.2 被动红外感应开关电路  41-42
  3.4 语音报警模块  42-45
  3.5 控制电路设计  45-53
    3.5.1 微处理器及辅助电路  45-48
    3.5.2 电机控制与执行电路  48-52
    3.5.3 跟踪优先级  52-53
  3.6 小结  53-54
第四章 系统软件设计  54-71
  4.1 系统有限状态机模型  54-57
    4.1.1 有限状态机原理  54-55
    4.1.2 系统状态分析  55-57
  4.2 主动跟踪策略  57-60
    4.2.1 贝叶斯滤波理论  57-60
  4.3 被动跟踪策略  60-64
    4.3.1 跟踪原理  60-62
    4.3.2 Wiener 状态估值器解决边界状态抖动  62-64
  4.4 通信程序设计  64-66
    4.4.1 物理层  64
    4.4.2 数据链路层  64-66
    4.4.3 应用层  66
  4.5 系统工作流程  66-70
  4.6 小结  70-71
第五章 系统性能与结果  71-76
  5.1 主动跟踪性能  71-73
  5.2 被动跟踪性能  73-75
  5.3 小结  75-76
第六章 总结与展望  76-79
  6.1 本文工作总结  76-77
  6.2 课题延伸  77
  6.3 研究过程中的问题和解决办法  77-79
参考文献  79-82
攻读学位期间公开发表的论文和科研成果  82-83
致谢  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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