基于计算机控制的红外监控系统的设计与实现
1 引言
随着工业环境的日益复杂化，有效且价格低廉的监控系统对工业的发展来说正变得越来越重要。对开发者来说，开发界面友好的、更经济的、有着最少硬件需求的监控系统，无疑是面临的一场新的挑战。计算机是一个真正令人称奇的机器，它可以帮助我们在众多的领域执行多个任务，它是现代社会的信息基础设施。计算机的多任务特性对用户来说有着更大的吸引力，一个单独的计算机既能够做日常工作，同时也能够被用作监控系统。本监控系统是一个以Windows 软件为基础的系统，采用Delphi 设计用于向用户提供图形用户界面。使用Windows 环境的一个好处是，软件可以在网络上共享，监控系统对所有用户是透明的，因而可以被许多计算机使用。这个系统可以实现全天候监控，并且可以打印24 小时内的所有监控记录。硬盘能够保存3 个月的监控数据。
这个系统的安装非常的灵活，可以适应不同的工作环境，并且具有极小的安装空间。该监控系统有着不同的应用。它可被用于产品输送和车辆速度感知，办公室、体育馆、电影院以及大型超市的路口监控。
2 系统设计
2.1 基本系统设计
这个系统是实现一个入口监控系统，由两个传感器、一个可自动开关的门和一台计算机组成，门在计算机发出的控制信号的作用下自动开启和关闭。计算机根据传感器提供的数据向控制门的电机发出开或关的控制信号。当第一个传感器被激活的时候，就向计算机发出一个信号，计算机对入口进行录像并命令门打开，人进入后触发第二个传感器。第二个传感器安装在门的另一侧。第二个传感器亦发出一个信号给计算机，这时计算机向门发出关闭命令。
如果人经过第一个传感器后未经过第二个传感器而是从第一个处返回，则系统不保存这个人的进入记录。
2.2 控制系统的设计
这个系统主要是用来控制进入的人数。计算机软件随时保留着已进入的人的数目，被允许进入的人的总数由用户事先设定。如果进入的人的数目超出设定范围，计算机将不再发出开门指令并在屏幕上显示警告信息，门的关闭状态将会被自动保持。如果一个里面的人想要出去，门将为他打开并且里面产生一个空位，这时门就能够为任何想进入的人打开。所有这些决策和处理由计算机自动完成，计算机基于已有的记录数，给门发送适当的指令以控制人员的进出。控制系统的结构如图1 所示。
图 1 控制系统结构
3．红外感知系统的设计
感知器采用红外射线（IR）传感器来实现。IR 发射器产生IR 波束，波束被IR 接收器连续地接收。IR 接收器放在与IR 发送器相同的高度上，其中间无障碍物遮挡。当侵入者干扰了光束时就会为计算机产生一个中断，如图2 所示。
图 2 传感器安装
3.1 IR 发射器
本文中使用的 IR 发射器是一个简单的IR LED。由于IR 发出的IR 红外线由于光的干涉现象会在空气中被吸收，所以为了使IR 的光束不被干扰，这里使用了一个40KHz 的调制方案解决这个问题，如图3 所示。通过一个40KHz 信号的控制，发送器发出光脉冲。这个40KHz的信号由一个555 定时器产生，信号输出幅度为为0V 和5V。
图 3 红外发射器模块图
3.2 IR 接收器
IR 接收器通过使用一个光电晶体管实现。光电晶体管通过位于基底的接收器以适当的工作模式接收IR 红外线。然而在接收站需要一个带通滤波器，因为发送器发出的IR 红外线是以40KHz 被调制的。为防止传输中的干扰，需要在光电晶体管后面加一个滤波器，滤波器输出5V 信号。光电晶体管和滤波器电路合并在一起形成一个可重复使用的模块，称为IR 接收模块。模块化可使IR 接收器提高工作的可靠性并降低价格。IR 接收模块的输出被传送至计算机。
4 计算机接口连接
4.1 并行接口连接
