基于STM32单片机的电脑屏幕防窥器设计

38  |  电子制作    2020年08月
主动隐藏电脑窗口,达到防窥视的目的。比较以上两种方案,
明显主动式安全性更好,适用于一些对于保密性要求比较高的场合。
■1.1 侵入检测模块传感器选型
侵入检测模块最主要的功能是实现侵入人员检测。侵入人员检测常见的有热释电红外传感器、雷达模块、红外线对射反射传感器、激光传感器、超声波测距传感器等。以上传
感器各有各自的优点,热释电红外传感器检测非常灵敏,但是会出现误触发的情况;雷达模块检测距离较远,但是功耗较大。红外线与激光传感器的原理类似,安装在出入口则可以检测到人员接近引起的距离改变,从而判断是否入侵。红外及激光的缺点是用于测距的红外传感器及激光传感器价格较高。所以本文采用的是低成本的超声波传感器[1],具有
精度高、功耗低的优点,且检测范围具有一定的方向角不容易误触发。
■1.2 侵入检测模块电源电路设计
侵入模块需要灵活放置到需要监测的位置,只能使用
电池供电。这里采用的是Type-C 接口与内置3000mAh 的
算可知充电电流为120mA 左右。充电流程为当5脚Vcc 引脚电压升至3.6V 门限电平以上且PROG 对地外接一个充电电流设定电阻、5脚输出端与电池相连时,一个充电循环开始,具体充电过程详见TP5400芯片手册。放电回路则由TP5400外接L1及D1组成Boost 升压电路,把锂电池3.7V 左右电压升压到5V 左右的稳定电压供给后级电路使用。L1根据后级负载电流大小及对电源纹波的要求选择4.7uH 的电感。D1则选用的是肖特基二极管,具有正向压降小,反
向恢复时间短等优点。需要特别指出,放电过程是当6脚电池电压为3V-4.2V 且5脚外接电压小于3.8V 时升压电路
工作,用途是防止电池过放,影响电池寿命。 ■1.3 传感器及无线数据接口
这里采用的超声波传感器为US-110微型超声波模块,
该模块具有体积小,功耗低,外围器件较少等优点。其中TRIG 为测距触发引脚,给出高电平脉冲,就会触发一次测
距操作。ECHO 则为输出引脚,目标距离直接与该引脚输出高电平的时间有关。其计算公式为d=TH*340/2,单位为米,其中TH 为测量出来的高电平时间,单位为秒。
www�ele169�com  |  39
信息工程
电路中还采用了电子开关控制超声波模块的电源,这样可以进一步降低传感器部分的功耗。在需用测距的时候把AP2101SG 的EN 脚置低,5V 电源超声波传感器通电可以
在测得距离数据后,需要通过无线发送到电脑端的接收
[2]功耗较低且体积小成本低。为了提供单片机及无线模块所需的3.3V 电源,这里使用的是AP7361稳压芯片从5V 降压到3.3V,该芯片与常用的1117稳压芯片引脚兼容,但是静
态功耗却低得多。 ■1.4 主控模块电路
主控模块电路由STM32F042单片机及外围电路组
成。其中按钮和LED 提供一些简单参数设置及显示。采用STM32F042单片机是因其具有内置USB 模块且封装小,适
合对体积要求比较高的场合。 ■1.5 接收器电路
接收器电路主控部分与入侵检测模块类似,只不过接收
器部分除了无线接收之外,还需要接入电脑并且传送键盘数据到电脑,采用的USB-A 接口便于直接插入电脑USB 口,设计外形类似U 盘方便携带,USB-P、USB-N 差分信号线
分别接到STM32F042自带USB 模块引脚PA10、PA9上。为了保护电脑USB 接口及单片机接口,在USB 差分线上还设计有瞬态电压抑制电路。
2 电脑屏幕防窥器软件设计
防窥器软件设计较为简单,防窥检
测模块部分主要是实现超声波距离检测及无线串口发送,其流程图6所示。防
3 结论
本文设计了一款主动式电脑屏幕防窥视装置,该系统的感知层由超声波测距模块组成,可以实时监测是否有人员进入监测范围,通过超声波测距保证了人员进入监测区域的准确性,同时通过采用锂电池供电及无线传输,防窥监控模块可以自由放置在需要的位置。接收器采用类似U盘设计,参考文献
* [1]蔡光昭, 洪远泉, 周永明. 基于STM32的超声波测速测距系统设计[J]. 现代电子技术, 2014(24):95-97.
* [2]蒋鸣东. 利用STM32实时温度采集及无线传输设计[J]. 电脑知识与技术, 2013(4X):2929-2933.
* [3]卢亮. 基于嵌入式STM32的半虚拟键盘[D]. 华南理工大学.
(上接第22页)
以下给出本次设计的电路图提供参考,如图4所示。
5 结束语
本文基于电流型PWM控制芯片UC3844设计了一款输入稳定的反激式变换器,给出了变压器的详细设计参数以及电路设计图,实际验证了本设计的可行性,显示出了UC3844所设计的开关电源外围电路简单,调试方便性能优良等特点,希望给小功率高频开关电源设计提供一定参考价值。
参考文献
* [1]  肖记. 反激式开关电源的电磁干扰建模及抑制方法研究[D].
浙江大学, 2017.
* [2]  姜艳姝,徐兴. 反激式开关电源钳位保护电路设计仿真研究[J],计算机仿真,2017,10:114-118.
* [3]  刘树林,曹晓生,马一博.RCD钳位反激变换器的回馈能耗分析及设计考虑[J],中国电机工程学报,2010,30(33):9-15.* [4]  刘晓龙,钱伟,孙福佳. 反激式开关变压器的设计研究[J].机械工程与自动化,2015,02:200-202.
* [5] 朱彩莲, 熊丽萍, 魏海红. 基于UC3842反激式AC-DC开关电源设计[J]. 电子设计工程, 2017(24):148-151.
* [6] 吕利民,肖建平,钟智勇等,高频开关电源单端反激变压器的原理与设计方法[J].磁性材料及器件,2004,33(1): 36-38.
(上接第89页)
科技,2019,35(08):6-7.
* [2]刘源.铁路无人值守道口自动安全报警系统的设计[J].电子世界,2018(15):161+163.* [3]颜立.钢铁企业铁路道口自动报警改造[J].科技风,2017(19): 116.
40  |  电子制作    2020年08月

本文发布于:2024-09-21 13:26:39,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/2/456805.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:设计   模块   传感器   检测
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议