CN104898510A - 一种基于智能环境监控系统的监控方法 - Google Patents

一种基于智能环境监控系统的监控方法 Download PDF

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徐正全
杜利
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Abstract

本发明公开了一种基于智能环境监控系统的监控方法,具体步骤如下:传感器进行自检,自检通过后发出信号;数据采集端的单片机每隔1分钟巡检一次传感器;数据采集端的单片机采集监控数据;数据采集端的单片机将接收的数据备份;数据采集端的单片机将接收的数据通过无线发射模块发送出去;移动监控终端的无线接收模块接收无线发射模块的数据;移动监控终端的单片机对接收的数据进行处理,分离出温度值、湿度值、光照强度值、语音压缩编码、图像数据帧;移动监控终端的单片机将分离出的数据写入SD卡中备份;根据显示模式需要显示监控结果。该方法能够全面兼顾温度、湿度、光照强度的数据采集,以及环境声音的录制和现场照片的拍摄,且成本低廉。

Description

一种基于智能环境监控系统的监控方法
技术领域
本发明涉及安防监控技术领域,尤其涉及一种基于智能环境监控系统的监控方法。
背景技术
   从国内现状来看,监控系统无处不在,但总体来说都处在单一分离模式,语音摄像需要一套系统,温湿度等环境参数监控也需要一套系统,而且价值不菲,功耗较大,移动性较差,需要较高的硬件与软件支持,数据采集端与监控端需要通过很多很长的通信线进行连接,从而使得系统稳定性不高,对于多参数多点监控的场所,传统设备不能满足其节点数量的要求,可行度不高,空间占用率较大。一些传统设备对于传感器的更换极不方便,更换完传感器后要对所有传感器进行重新编号,不便于维护。鉴于以上不足之处,我们给出了一种基于智能环境监控系统的监控方法,以方便和适应现代化的信息管理模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷,提供一种基于智能环境监控系统的监控方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于智能环境监控系统的监控方法,所述智能环境监控系统包括数据采集端和移动监控终端;
所述数据采集端包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡、SD卡读写模块、无线发射模块和单片机,所述单片机分别与数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡读写模块和无线发射模块连接,所述温湿度采集模块和光照强度采集模块与数据切换输入模块连接,所述SD卡与SD卡读写模块连接;
所述温湿度采集模块和光照强度采集模块用于温湿度和光照强度信号采集;所述温湿度采集模块包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,感湿元件和测温元件与一个高性能8位单片机相连接;所述光照强度采集模块采用光敏电阻比较电路;
所述数据切换输入模块用于对温湿度和光照强度信号进行模数转换;
所述单片机用于将从数据切换输入模块、语音输入处理电路和摄像头获取的信息存入SD卡中,并通过无线发射模块发送;
所述摄像头为OV7670带FIFO摄像头;
所述移动监控终端包括无线接收模块、SD卡、SD卡读写模块、语音播放电路、显示装置和单片机;所述单片机分别与无线接收模块、SD卡读写模块、语音播放电路和显示装置连接,SD卡与SD卡读写模块连接;
所述无线接收模块用于接收无线发射模块发射的信息,并传输给移动监控终端的单片机;
所述单片机用于接收无线接收模块获得的信息并存入SD卡中,将获得的信息中的语音信息进行语音数模转换得到语音信号,将获得信息中的视频信息转换为视频信号;
所述语音播放电路用于播放语音信号;
所述显示装置用于播放视频信号;
其特征在于,所述方法具体步骤如下:
1)传感器进行自检,自检通过后发出信号;所述传感器包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、语音输入处理电路和摄像头;
2)数据采集端的单片机每隔1分钟巡检一次传感器;
3)数据采集端的单片机每隔1分钟通过数据切换输入模块采集温湿度采集模块和光照强度采集模块的数值;
4)数据采集端的单片机采集语音输入处理电路录制的环境声音并压缩;
5)数据采集端的单片机每隔1秒钟读取一次摄像头的数据;
6)数据采集端的单片机将接收的全部数据存入SD卡中备份;
7)数据采集端的单片机将接收的全部数据通过无线发射模块发送出去;
8)移动监控终端的无线接收模块接收无线发射模块的全部数据;
9)移动监控终端的单片机对接收的全部数据进行处理,分离出温度值、湿度值、光照强度值、语音压缩编码、图像数据帧;
10)移动监控终端的单片机将分离出的数据写入SD卡中备份;
11)根据显示模式需要显示监控结果:若为显示模式一,则显示环境参数数值,读取SD卡中的温度值、湿度值、光照强度值制成数值时间曲线显示在显示装置上;若为显示模式二,则显示监控的音像数据,读取SD卡中的语音压缩编码和图像数据帧,通过语音播放电路调用语音解码库对语音解码播放,将图像数据帧传至显示装置,然后移动监控终端的单片机向显示装置发送图像显示指令以显示图像。
按上述方案,所述步骤3)中的数据切换输入模块包括2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关,所述2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关共用4条数据编码选择线和1条数据输出线,并通过一个非门来控制2片CD4067BE的分时选通,从而仅需要6个IO口就可以操作32个传感器,完成32路数据的采集。
按上述方案,所述步骤1)中传感器自检为全部32路传感器自检。
按上述方案,所述步骤3)中的光照强度采集模块包括光敏电阻、电位器、4路电压比较器芯片LM339;其中电位器取合适分压做基准电压,通过4路电压比较器芯片LM339与光敏电阻采集电压进行比较,获得光照强度;所述光敏电阻亮阻为0.5 kΩ,暗阻为5-10kΩ。
本发明产生的有益效果是:该智能环境监控系统通过准确可靠的主控电路设计,整体设计方案合理,成本控制较低,可以满足32节点传感器数据的处理,能够全面兼顾温度、湿度、光照强度的数据采集,以及环境声音的录制和现场照片的拍摄。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例的流程图;
图2是本发明实施例的单片机的电路图;
图3是本发明实施例的光照强度采集模块的电路图;
图4是本发明实施例的数据切换输入模块的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种基于智能环境监控系统的监控方法,所述智能环境监控系统包括数据采集端和移动监控终端;
所述数据采集端包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡、SD卡读写模块、无线发射模块和单片机,所述单片机分别与数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡读写模块和无线发射模块连接,所述温湿度采集模块和光照强度采集模块与数据切换输入模块连接,所述SD卡与SD卡读写模块连接;
所述温湿度采集模块和光照强度采集模块用于温湿度和光照强度信号采集;所述温湿度采集模块包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,感湿元件和测温元件与一个高性能8位单片机相连接;所述光照强度采集模块采用光敏电阻比较电路;在实际使用中,经反复测试比较,若对温湿度精度要求不高,可采用DHT11温湿度传感器;若对温湿度精度要求较高,可采用DHT21温湿度传感器。
光照强度采集模块采用的光敏电阻亮阻为0.5 kΩ,暗阻为5-10kΩ。电位器取合适分压做基准电压,通过4路电压比较器芯片LM339,与光敏电阻采集电压进行比较。LM339输出端外加上拉电阻,当同相输入电压高于反相输入电压时,LM339输出高电平;当同向输入电压低于反相输入电压时,LM339输出低电平,从而可间接得出:超过设定光照强度,LM339输出低电平,同时指示灯亮起;低于设定光照强度,LM339输出高电平,同时指示灯熄灭。光照强度采集模块的电路如图3所示。
所述数据切换输入模块用于对温湿度和光照强度信号进行模数转换;数据切换输入模块采用2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关,共用4条数据编码选择线和1条数据输出线,再外加一个非门控制2片CD4067BE的分时选通,在一定时间内,只允许一路数据输入。从而仅需要6个IO口就可以操作32个传感器,完成32路数据的采集。数据切换输入模块电路如图4所示。
所述单片机用于将从数据切换输入模块、语音输入处理电路和摄像头获取的信息存入SD卡中,并通过无线发射模块发送;
单片机电路图如图2所示,该单片机使用SPY0029低压稳压芯片给单片机供电,SPY0029低压稳压芯片带有低电压保护功能,最高输入电压7V,输出电流最大50ma,稳定输出3.3V电压;单片机使用32.768kHz晶振外加PLL倍频电路,提供给单片机0.32MHz-49.152MHz时钟频率;单片机的复位电路采用按键手动复位和芯片上电复位;其芯片供电引脚以及内核电压引脚,需要加合适电容去耦滤波;单片机所有IO口通过跳线选择,可以工作在3.3V模式下和5V模式下。
所述摄像头为OV7670带FIFO摄像头;
所述移动监控终端包括无线接收模块、SD卡、SD卡读写模块、语音播放电路、显示装置和单片机;所述单片机分别与无线接收模块、SD卡读写模块、语音播放电路和显示装置连接,SD卡与SD卡读写模块连接;
所述无线接收模块用于接收无线发射模块发射的信息,并传输给移动监控终端的单片机;
所述单片机用于接收无线接收模块获得的信息并存入SD卡中,将获得的信息中的语音信息进行语音数模转换得到语音信号,将获得信息中的视频信息转换为视频信号;
所述语音播放电路用于播放语音信号;
所述显示装置用于播放视频信号;
其特征在于,所述方法具体步骤如下:
1)传感器进行自检,自检通过后发出信号;所述传感器包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、语音输入处理电路和摄像头;
2)数据采集端的单片机每隔1分钟巡检一次传感器;
3)数据采集端的单片机每隔1分钟通过数据切换输入模块采集温湿度采集模块和光照强度采集模块的数值;
所述数据切换输入模块包括2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关,所述2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关共用4条数据编码选择线和1条数据输出线,并通过一个非门来控制2片CD4067BE的分时选通,从而仅需要6个IO口就可以操作32个传感器,完成32路数据的采集。
光照强度采集模块包括光敏电阻、电位器、4路电压比较器芯片LM339;其中电位器取合适分压做基准电压,通过4路电压比较器芯片LM339与光敏电阻采集电压进行比较,获得光照强度;所述光敏电阻亮阻为0.5 kΩ,暗阻为5-10kΩ。
4)数据采集端的单片机采集语音输入处理电路录制的环境声音并压缩;
5)数据采集端的单片机每隔1秒钟读取一次摄像头的数据;
6)数据采集端的单片机将接收的全部数据存入SD卡中备份;
7)数据采集端的单片机将接收的全部数据通过无线发射模块发送出去;
8)移动监控终端的无线接收模块接收无线发射模块的全部数据;
9)移动监控终端的单片机对接收的全部数据进行处理,分离出温度值、湿度值、光照强度值、语音压缩编码、图像数据帧;
10)移动监控终端的单片机将分离出的数据写入SD卡中备份;
11)根据显示模式需要显示监控结果:若为显示模式一,则显示环境参数数值,读取SD卡中的温度值、湿度值、光照强度值制成数值时间曲线显示在显示装置上;若为显示模式二,则显示监控的音像数据,读取SD卡中的语音压缩编码和图像数据帧,通过语音播放电路调用语音解码库对语音解码播放,将图像数据帧传至显示装置,然后移动监控终端的单片机向显示装置发送图像显示指令以显示图像。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于智能环境监控系统的监控方法,所述智能环境监控系统包括数据采集端和移动监控终端;
所述数据采集端包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡、SD卡读写模块、无线发射模块和单片机,所述单片机分别与数据切换输入模块、语音输入处理电路、摄像头、SD卡读写模块和无线发射模块连接,所述温湿度采集模块和光照强度采集模块与数据切换输入模块连接,所述SD卡与SD卡读写模块连接;
所述温湿度采集模块和光照强度采集模块用于温湿度和光照强度信号采集;所述温湿度采集模块包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,感湿元件和测温元件与一个高性能8位单片机相连接;所述光照强度采集模块采用光敏电阻比较电路;
所述数据切换输入模块用于对温湿度和光照强度信号进行模数转换;
所述单片机用于将从数据切换输入模块、语音输入处理电路和摄像头获取的信息存入SD卡中,并通过无线发射模块发送;
所述摄像头为OV7670带FIFO摄像头;
所述移动监控终端包括无线接收模块、SD卡、SD卡读写模块、语音播放电路、显示装置和单片机;所述单片机分别与无线接收模块、SD卡读写模块、语音播放电路和显示装置连接,SD卡与SD卡读写模块连接;
所述无线接收模块用于接收无线发射模块发射的信息,并传输给移动监控终端的单片机;
所述单片机用于接收无线接收模块获得的信息并存入SD卡中,将获得的信息中的语音信息进行语音数模转换得到语音信号,将获得信息中的视频信息转换为视频信号;
所述语音播放电路用于播放语音信号;
所述显示装置用于播放视频信号;
其特征在于,所述方法具体步骤如下:
1)传感器进行自检,自检通过后发出信号;所述传感器包括温湿度采集模块、光照强度采集模块、语音输入处理电路和摄像头;
2)数据采集端的单片机每隔1分钟巡检一次传感器;
3)数据采集端的单片机每隔1分钟通过数据切换输入模块采集温湿度采集模块和光照强度采集模块的数值;
4)数据采集端的单片机采集语音输入处理电路录制的环境声音并压缩;
5)数据采集端的单片机每隔1秒钟读取一次摄像头的数据;
6)数据采集端的单片机将接收的全部数据存入SD卡中备份;
7)数据采集端的单片机将接收的全部数据通过无线发射模块发送出去;
8)移动监控终端的无线接收模块接收无线发射模块的全部数据;
9)移动监控终端的单片机对接收的全部数据进行处理,分离出温度值、湿度值、光照强度值、语音压缩编码、图像数据帧;
10)移动监控终端的单片机将分离出的数据写入SD卡中备份;
11)根据显示模式需要显示监控结果:若为显示模式一,则显示环境参数数值,读取SD卡中的温度值、湿度值、光照强度值制成数值时间曲线显示在显示装置上;若为显示模式二,则显示监控的音像数据,读取SD卡中的语音压缩编码和图像数据帧,通过语音播放电路调用语音解码库对语音解码播放,将图像数据帧传至显示装置,然后移动监控终端的单片机向显示装置发送图像显示指令以显示图像。
2.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,所述步骤3)中的数据切换输入模块包括2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关,所述2片CD4067BE 16选1 数字控制CMOS模拟开关共用4条数据编码选择线和1条数据输出线,并通过一个非门来控制2片CD4067BE的分时选通,从而仅需要6个IO口就可以操作32个传感器,完成32路数据的采集。
3.根据权利要求1所述的监控方法,其特征在于,所述步骤3)中的光照强度采集模块包括光敏电阻、电位器、4路电压比较器芯片LM339;其中电位器取合适分压做基准电压,通过4路电压比较器芯片LM339与光敏电阻采集电压进行比较,获得光照强度;所述光敏电阻亮阻为0.5 kΩ,暗阻为5-10kΩ。
4.根据权利要求2所述的监控方法,其特征在于,所述步骤1)中传感器自检为全部32路传感器自检。
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