某小区周界监控自动跟踪系统的设计
周界监控自动跟踪系统作为小区外围的安全防范设备，一般是在围墙或者栅栏上安装红外对射探测器，当有人通过翻越围墙非法进入小区时，红外对射探测器发射的红外射线被遮挡，使探测器发出报警信号，在主机接收到探测器的警情后，会控制摄像机自动转到发生警情的位置，并且将图像传送到管理中心，提醒管理中心进行处理，防止罪犯由围墙翻越过来进行作案，从而加强小区的安防管理，降低小区安保的工作难度和大量的人力消耗，让小区居民能够过得安心舒适。在科技飞速发展的今天，安全问题成为现如今人们争相讨论的话题，在以后的将来，监控系统将会越来越完善，越来越稳定，地位也将变得越来越重要。本设计利用单片机根据某段防区出现警情送出的信号，然后单片机根据信号控制步进电机的旋转角度，从而带动摄像机转向报警区域，并通过串口将角度值送上位机显示，本设计上位机显示利用VB来实现。
目 录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题设计的目的及意义 1
1.3本文主要内容 1
2. 系统模块介绍 3
2.1 AT89C52介绍 3
2.2 步进电机介绍 5
2.2.1步进电机 5
2.2.2工作原理 6
2.2.3主要构造 6
2.2.4主要特点 7
2.3 ULN2003介绍 7
2.3.1ULN2003 7
2.3.2ULN2003引脚功能介绍 8
2.3.3ULN2003作用 8
2.3.4ULN2003特点 8
2.4 1602LCD液晶显示屏 9
2.4.1 1602LCD 9
2.4.2 1602LCD管脚功能介绍 9
2.5 MAX232介绍 10
2.5.1 MAX232 10
2.5.2 MAX232管脚功能介绍 10
2.6 编译软件介绍 11
2.6.1 Keil C51 11
2.6.2 Visual Studio2010 11
2.7本章小结 11
3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
. 硬件系统的设计 12
3.1红外对射装置及本地显示模块 12
3.2 ULN2003步进电机驱动模块 14
3.3 MAX232 串口通信模块 15
3.4时钟和复位电路 15
3.5本章小结 16
4. 软件系统的设计 17
4.1主程序 17
4.2本地显示的软件设计 18
4.3步进电机驱动的软件设计 19
4.4上位机发送程序 20
4.5上位机程序 21
4.6本章小结 22
5. 系统调试 23
5.1调试方法 23
5.2调试结果 23
5.3本章小结 25
总 结 26
参考文献 27
附 录 28
致 谢 50
1. 绪论
1.1课题背景
现如今，人们的生活水平越来越好了，人们的生命财产安全问题也被人们越来越重视，为了让人们生活得安心、舒适，怎样才能在公共场合建立起一整套切实有效的安保设施，成为全球安保专家争相探讨的话题。为了安全起见，必须首先找到有害的目标，和人的视觉是有限的，开发机器扩大人的视野范围，代替或部分代替人类的监测活动，一直是人类的梦想，为了满足人们的这一愿望，监控自动跟踪系统成为了热点研究方向。
1.2课题设计的目的及意义
人们的生活水平越来越好了，居住的安全成为了全世界人民的焦点问题。人的居住环境，不仅局限于舒适性，住宅装修，社区的安全管理也开始越来越关注。在这样的情况下，小区监控的安全、可靠和完善与否越来越重要。为了人们对自身安全考虑，所以急需一套切实可行的安保措施，来保障人们生命财产的安全。监控自动跟踪系统不仅能够24小时进行监控，而且监控有效范围远远大于人的视觉范围，并且能够节省在人力资源上的占用。在不需要人力干预的情况下，也能够通过图像对监控场景中的目标进行跟踪，并对目标进行分析，判断目标的行为是否危害人们的安全，既能够完成日常工作，又能够对情况发生时及时作出反应。作出监测和自动跟踪系统不仅可以进行实时监控，还可以控制每个视频图像，实时记录，播放视频文件检索，它能让人们能够安心地生活，生命和财产的安全受到保障。监控自动跟踪系统的使用不仅仅限于小区，其它公共场也在使用，例如医院、酒店，所以说监控自动跟踪系统在以后，也将会是十分重要的保障措施。该系统作为人们生命财产安全的保障，重要性将会越来越明显，系统也将会越来越完善和稳定。
1.3本文主要内容
本文主要对监控自动跟踪系统进行设计，从监控自动跟踪系统的选题，硬件介绍及设计到软件的设计都做了详细的分析，本文首先对监控自动跟踪系统的选题背景及意义做了概述，并且对国内外发展现状和趋势做了介绍，第二章对本设计中所使用的主要元件作了介绍，第三章介绍了硬件设计，第四章介绍了软件的设计，第五章是介绍了系统调试方面的内容。
2. 系统模块介绍
本论文设计的是一个小区周界监控自动跟踪系统。该系统由硬件部分和软件部分构成。硬件部分由本地显示、步进电机驱动及串口通信三部分组成，硬件部分需要的硬件有：AT89C52单片机、ULN2003复合晶体管、步进电机、1602LCD液晶显示屏和MAX232单电源电平转换芯片等。软件部分的主要通过C语言编程来实现本地显示及步进电机的驱动，用VB设计上位机窗口显示步进电机旋转角度。
2.1AT89C52介绍
AT89C52是一种低电压，高性能的CMOS?8位单片机，内部含有8k bytes字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256字节的随机存取数据存储器，采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准的MCS51指令系统，内部含有通用的8位中央处理器和Flash存储单元。它与AT89C51的区别在于RAM空间增大、内部的Flash变大、中断源增加，性能与C51相比更强大。AT89C52单片机管脚排列如图21所示。
图21 AT89C52管脚
AT89C52引脚功能说明：
P0 口：是一组8 位的漏极开路型双向I/O 口。当它作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，当需要当做高阻抗输入端使用时，可对P0口写“1”。
P1 口：一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，输出缓冲级可驱动4 个TTL 逻辑门电路。当需要作输入口使用时，可对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口连接到高电平。参见表21。
目 录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题设计的目的及意义 1
1.3本文主要内容 1
2. 系统模块介绍 3
2.1 AT89C52介绍 3
2.2 步进电机介绍 5
2.2.1步进电机 5
2.2.2工作原理 6
2.2.3主要构造 6
2.2.4主要特点 7
2.3 ULN2003介绍 7
2.3.1ULN2003 7
2.3.2ULN2003引脚功能介绍 8
2.3.3ULN2003作用 8
2.3.4ULN2003特点 8
2.4 1602LCD液晶显示屏 9
2.4.1 1602LCD 9
2.4.2 1602LCD管脚功能介绍 9
2.5 MAX232介绍 10
2.5.1 MAX232 10
2.5.2 MAX232管脚功能介绍 10
2.6 编译软件介绍 11
2.6.1 Keil C51 11
2.6.2 Visual Studio2010 11
2.7本章小结 11
3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
. 硬件系统的设计 12
3.1红外对射装置及本地显示模块 12
3.2 ULN2003步进电机驱动模块 14
3.3 MAX232 串口通信模块 15
3.4时钟和复位电路 15
3.5本章小结 16
4. 软件系统的设计 17
4.1主程序 17
4.2本地显示的软件设计 18
4.3步进电机驱动的软件设计 19
4.4上位机发送程序 20
4.5上位机程序 21
4.6本章小结 22
5. 系统调试 23
5.1调试方法 23
5.2调试结果 23
5.3本章小结 25
总 结 26
参考文献 27
附 录 28
致 谢 50
1. 绪论
1.1课题背景
现如今，人们的生活水平越来越好了，人们的生命财产安全问题也被人们越来越重视，为了让人们生活得安心、舒适，怎样才能在公共场合建立起一整套切实有效的安保设施，成为全球安保专家争相探讨的话题。为了安全起见，必须首先找到有害的目标，和人的视觉是有限的，开发机器扩大人的视野范围，代替或部分代替人类的监测活动，一直是人类的梦想，为了满足人们的这一愿望，监控自动跟踪系统成为了热点研究方向。
1.2课题设计的目的及意义
人们的生活水平越来越好了，居住的安全成为了全世界人民的焦点问题。人的居住环境，不仅局限于舒适性，住宅装修，社区的安全管理也开始越来越关注。在这样的情况下，小区监控的安全、可靠和完善与否越来越重要。为了人们对自身安全考虑，所以急需一套切实可行的安保措施，来保障人们生命财产的安全。监控自动跟踪系统不仅能够24小时进行监控，而且监控有效范围远远大于人的视觉范围，并且能够节省在人力资源上的占用。在不需要人力干预的情况下，也能够通过图像对监控场景中的目标进行跟踪，并对目标进行分析，判断目标的行为是否危害人们的安全，既能够完成日常工作，又能够对情况发生时及时作出反应。作出监测和自动跟踪系统不仅可以进行实时监控，还可以控制每个视频图像，实时记录，播放视频文件检索，它能让人们能够安心地生活，生命和财产的安全受到保障。监控自动跟踪系统的使用不仅仅限于小区，其它公共场也在使用，例如医院、酒店，所以说监控自动跟踪系统在以后，也将会是十分重要的保障措施。该系统作为人们生命财产安全的保障，重要性将会越来越明显，系统也将会越来越完善和稳定。
1.3本文主要内容
本文主要对监控自动跟踪系统进行设计，从监控自动跟踪系统的选题，硬件介绍及设计到软件的设计都做了详细的分析，本文首先对监控自动跟踪系统的选题背景及意义做了概述，并且对国内外发展现状和趋势做了介绍，第二章对本设计中所使用的主要元件作了介绍，第三章介绍了硬件设计，第四章介绍了软件的设计，第五章是介绍了系统调试方面的内容。
2. 系统模块介绍
本论文设计的是一个小区周界监控自动跟踪系统。该系统由硬件部分和软件部分构成。硬件部分由本地显示、步进电机驱动及串口通信三部分组成，硬件部分需要的硬件有：AT89C52单片机、ULN2003复合晶体管、步进电机、1602LCD液晶显示屏和MAX232单电源电平转换芯片等。软件部分的主要通过C语言编程来实现本地显示及步进电机的驱动，用VB设计上位机窗口显示步进电机旋转角度。
2.1AT89C52介绍
AT89C52是一种低电压，高性能的CMOS?8位单片机，内部含有8k bytes字节的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256字节的随机存取数据存储器，采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准的MCS51指令系统，内部含有通用的8位中央处理器和Flash存储单元。它与AT89C51的区别在于RAM空间增大、内部的Flash变大、中断源增加，性能与C51相比更强大。AT89C52单片机管脚排列如图21所示。
图21 AT89C52管脚
AT89C52引脚功能说明：
P0 口：是一组8 位的漏极开路型双向I/O 口。当它作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，当需要当做高阻抗输入端使用时，可对P0口写“1”。
P1 口：一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，输出缓冲级可驱动4 个TTL 逻辑门电路。当需要作输入口使用时，可对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口连接到高电平。参见表21。
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