导言
博物馆内的藏品常常遭到人为偷盗的要挟，周围环境的改变也会对其形成损坏，因而需求极为牢靠的防盗体系及完善的空调体系，本规划的意图便是完结对馆藏品的智能化防盗和维护。博物馆封闭时便可将此防盗维护器发动，经过CMOS传感器对博物馆进行扫描，图画信号在微处理器中进行处理挑选紧缩，并与被监控信号（人形信号）进行比较，一旦呈现类人形信号，便将数据进行存储（这样能够大大节约存储空间），并进行报警。被监控信号能够添加，能够是其它任何可能对馆藏品形成危害的动物，只不过在进行挑选比较处理时要杂乱一些。别的，经过温度传感器对温度信号进行收集监控，经过操控馆内空调来到达调理温度的作用，以防止馆内文物因为温度的改变而形成危害。
图1 体系功用框图
硬件体系规划
器材的挑选
本规划需求对博物馆内的状况进行大规模当令监控并收集图画数据和温度数据进行处理，因而中心器材应包含图画传感器、温度传感器和微处理器。
图画传感器
为了完结当令监控，要求图画传感器的数据率（转化速度）比较快、分辨率比较高，本文选用了五颜六色CMOS传感器LM9628。
温度传感器
本文选用了高精度温度传感器LM19，它具有以下首要特色：可检测的温度改变规模最大为-55℃~+130℃；温度改变呈杰出的线性度；可猜测的温度曲线差错。
AVR高速单片处理器
本文选用了ATMEGA16 单片机 作为中心处理器，MEGA16可外接16MHz晶振，单位时钟内能够履行一条指令，内含RAM和EEPROM，而且含8通道10位ADC。根本能够到达本体系数据处理和操控的要求。
体系构成原理
体系要具有收集、处理、传输、操控等功用，其组成功用框图如图1所示。在处理器的操控下，CMOS传感器的图画数字信号（8位，10位或许12位）经过并行数据线经接口电路存入存储器，微处理器将存储器内的数据取出并进行剖析处理（一起检测温度数据）， 然后操控讯响体系和相关空调接口。
图画收集部分
因为CMOS传感器收集部分在运用进程中需求适宜的装置方位，因而独自把它布线到了一块小电路板上，称之为收集头板。 需求留意的是LM9628选用48引脚的LCC封装，在焊接上有必定难度（本文用15W尖嘴小烙铁，选用拖焊技能）。一起，为了便于焊接，在画元件封装图时最好将引脚在数据手册中给出的规范数据基础上再延伸2个毫米。 别的，为了能收集到完好的图画，还需求在头板CMOS传感器的上方装一个1/ 3”的光学成像透镜，使投影到感光阵列上的图画尽可能完好，在装置时留意调整适宜的焦距以及光栅的巨细。因为采得的图画数据康复时需求定位输出， 因而选用CMOS传感器的主作业形式，一起检测其输出的像素时钟、行时钟、场时钟，存储时参加定位信息以确保数据的有用性以便正确康复。因为MEGA16能够快速处理8位数据，因而经过设置CMOS内部寄存器PixDataSel 和PixDataMsb（将PixDataSel设置为10h，8位形式，数字视频输出d［11..3］有用；将PixDataMsb设置为11h，8位形式，内部视频ADC的高8位有用），将低4位数据进行屏蔽，直接输出8位图画数据。为了加速调试进程，可利用CMOS传感器具有收集窗口巨细能够调整的特色，将收集窗口的像素设置的比较小，然后减少了所要处理的数据量。这些功用的完结，都需求经过 I2C总线对内部操控寄存器进行设定，内部一些寄存器状况的读出也需求经过I2C总线，因而I2C总线的读写时序的完结很重要，有必要严厉依照数据手册所给守时联系来完结。
温度收集电路
为了确保杰出的线性度，有必要给温度传感器LM19的输入端供给安稳的直流电压，本规划选用的是3.3V稳压二极管，确保传感器有最大的动态规模，即-55℃~+130℃。传感器输出电流很小（几十微安），因而需求加运放进行扩大，不然会被处理器引脚电压驱动为高电平或许低电平，以致于不能精确收集到电压信号。本文选用的运放器材是LMC6035。调试时应该留意，LM19是负温度系数的温度传感器，即温度越高，输出电压越低；反之，温度越低，电压越高，因而要合理挑选运放的电阻参数，使输出有适宜的动态规模。
存储器及其接口电路
为了防止体系忽然掉电导致监控数据的丢掉，存储器材选用了AM29F002，它是一款Flsah ROM，存取数据速度适当快，掉电后数据不会丢掉。规划中用了两块存储器，总存储量为218*2=524288，而一帧图画的最大有用数据量为648*448=290304，根本上能够满意存储要求。因为图画传感器输出的数字信号要直接存入存储器，一起处理器也要对存储器里的数据进行读写，而选用的处理器直接寻址规模有限，只能进行8位寻址，因而需求较杂乱的操控逻辑，本文选用CPLD器材EPM7128来处理这一问题，经过软件编程简化硬件规划。
处理器及外围操控电路
处理器部分是体系的中心，它具有操控和处理两个功用。外围操控接口电路包含讯响部分、空调操控显现部分和串口电路。
电源电路规划
以尽量减小功耗为意图，整个体系选用了两种供电电源：3.3V 和 5V。3.3V稳压模块选用的是CZ1585CT，5V稳压模块选用的是MC7805T。因为现在稳压电源集成度比较高，电路组成也比较简单，在此就不给出原理图了。
软件程序的规划
因为整个体系有 单片机 的操控与数据处理，也有PC机的图形处理，还有接口逻辑规划，因而软件调试既包含AVR单片机程序调试，也包含PC机程序的调试，还有硬件逻辑的描绘，前两种程序的编写均运用C言语，后一种选用硬件描绘言语VHDL进行编写。
AVR 单片机 部分的程序规划要完结对CMOS器材的操控，温度和图画的收集与处理以及图画数据的传输。
PC机图画处理程序首要完结图画数据的接纳、剖析处理以及图画的显现，首要程序模块有图形显现模块，UART通讯模块，图画康复模块等，程序相对来说比较杂乱，程序段也比较长，在此就不给出了。
结语
本体系具有实时性强、智能化、功耗低一级特色。虽然是为专用用处而规划，实际上它适用于任何需求图画和温度监控的场合，比方普通家庭的防盗及室内温度调理，游泳馆的水温操控及防溺水等。因为时刻有限，规划中还存在着许多缺点与缺乏，在许多方面如图画数据的传输、图画的康复等还需求进一步的改善与完善。
责任编辑；zl
