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黄勤陆;喻兴隆;冉煦
【摘 要】为实时监控银行等场所的人员出入情况、进行人员监控及流量统计、在出现人员滞留等异常现象时及时报警,设计了一种基于以太网的人流量检测报警系统.详细介绍了该系统的组成、工作原理、硬件设计、Web Server参数设置、通信协议及工作流程.报警控制器由以太网通信模块、人流量检测模块、报警输出模块、参数设置模块组成.采用ARM微控制处理芯片进行传感信号的检测输入和控制输出,并通过通信模块将信息实时传递给服务器.服务器对数据进行分析判断,决定是否发出警报.该报警系统可以实时监测并发现异常情况,通过以太网与远程服务器信息交互,完成对监测区域的有效监管.应用表明,该系统能够与银行服务中心无缝对接,性能稳定、可靠. 【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2018(039)002
【总页数】4页(P95-98)
【关键词】以太网;报警控制器;智能化;实时监控;人流量检测
【作 者】黄勤陆;喻兴隆;冉煦
【作者单位】成都纺织高等专科学校电气信息工程学院,四川 成都 611731;成都纺织高等专科学校电气信息工程学院,四川 成都 611731;成都纺织高等专科学校电气信息工程学院,四川 成都 611731
【正文语种】中 文
日用化工品【中图分类】TH-39;TP277
0 引言
余干乌黑鸡近年来，因夜间使用ATM机而引起的安全事故频频发生。由于抢劫等恶性事件通常发生在夜间，因此，设计一种能够实时监控夜间ATM区域等特殊场所人流量、及时作出流量统计、若发现滞留等异常现象及时示警的系统变得十分有意义。
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现阶段常用的人流量检测系统一般有以下两种。第一种是由微处理器及光电、声电传感器
模块为主的人流量检测系统[1]。该系统具有成本低廉、应用广泛等特点，但是对于人流量较大的情况，计数准确性欠佳。第二种是基于图像处理技术的人流量检测系统[2]。该系统能够对运动目标进行跟踪，并通过分析目标特点进行人流量统计，较大程度地避免人员遮挡[3]。尽管这类型系统能够检测动态目标并且计数准确，但是复杂的结构及技术、高昂的成本制约了其推广及应用。
本文设计了一种基于以太网的智能人流量检测报警系统。该系统具有成本低、安装方便、应用范围广等特点，尤其适用于夜间ATM区域监测。
1 系统组成
智能人流量检测报警系统主要由现场报警控制器和服务器两部分组成，通过以太网进行数据传输。系统结构如图1所示。
图1 系统结构图Fig.1 Diagram of system structure
报警控制器实时监测监控范围内的人流量，并将流量数据发送给服务器；若发现人员滞留等可疑现象，向服务器发出警示。报警控制器主要由以太网通信模块、人流量检测模块、
报警输出模块和Web Server参数设置模块组成。
服务器对在线的报警控制器进行设备注册，并根据流量数据对报警控制器发出触发报警或重置报警操作。服务器主要由设备注册模块、触发报警模块、重置报警模块和心跳机制模块组成。
职业选择理论报警控制器上电后，首先进行初始化，再向服务器发送注册信息。注册成功后，报警控制器将自动监控流量数据。一旦发现数据异常，其立即向服务器提交报警数据，并由服务器决定是否启动本地报警。如果启动本地报警，服务器向报警控制器发出报警指令，报警控制器报警输出端口有效。报警信息包括报警设备类型DevType、报警时间AlarmTime、报警次数AlarmNum、报警人数AlarmPeople等。服务器收到报警信息后，向报警控制器返回确认信息。
报警控制器报警或异常后需要复位，复位后首先向服务器发起注册。如果注册不成功，间隔一定时间继续注册，直至注册成功。注册成功后，报警控制器应定时向网关发送心跳信息；一旦心跳信息发送失败，报警控制器应重新注册。注册完成后，报警控制器保存注册信息，以免掉电丢失。注册信息协议包括版本信息Version、ID信息BoxDeviceID、IP地址
、控制器端口号Port、银行名BankName、网点名Store Name等。
心跳机制用于维持报警控制器在线。注册完成后，报警控制器应根据注册后反馈心跳周期，定时向服务器发送心跳信息。服务器根据心跳信息确认报警控制器的在线状态。心跳信息如果一次发送不成功，则在设置的20 s间隔周期后再次发送。如果仍不成功，即认为报警控制器离线，应重新向服务器注册。
2 报警控制器设计
报警控制器由人流量检测模块、报警输出模块、以太网通信模块、参数设置模块组成。报警控制器采用STM32F207芯片作为中央处理器，接收传感器的输入数据，并通过Web Server模块将信息实时传至服务器。服务器通过对数据的判断，决定是否发出警报。
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2.1 人流量检测模块
人流量检测模块包括人流量计数模块和人员有无检测模块，通过两个红外开关和一个红外热释电传感器，判断人员进入/离开房间情况，统计人数以及监测特殊滞留情况。
人流量检测模块采用红外漫反射传感器进行信息采集。该传感器集发射器和接收器于一体，当被检测物体经过检测头时，发射器发出的红外光线将被反射器接收，并产生开关信号[4]。采用一对红外线漫反射开关检测人员流量，工作电压为12 VDC，感应范围为5～100 cm可调。在工作过程中，若没有人员经过时，开关输出低电平；当开关探测到有人员经过时，开关输出跃变为高电平，产生一个上升沿。 人员检测示意图如图2所示。
图2 人员检测示意图Fig.2 Schematic diagram of personnel detection
图2中：两个红外漫反射开关探测点A1与A2的距离S为50 cm。假设人员的前进速度v为2 m/s，若忽略开关的延时(小于1 ms)，根据式(1)，则两个开关输出的上升沿之间的时间差t为250 ms。
(1)
红外漫反射开关电平变化如图3所示。
图3 红外漫反射开关电平变化图Fig.3 Level change of infrared diffuse reflection switch
如图3所示，上、下两个时序图分别对应两个红外漫反射开关探测点A1与A2的电平变化。若系统先接收到A1的上升沿信号、再接收到A2的上升沿信号、则判断为有人员进入，计数器加1；相反，若系统先接收到A2的上升沿信号，再接收到A1的上升沿信号，则判断为有人员离开，计数器减1。
人员有无检测模块使用红外热释电传感器实现。人体的恒定体温约37 ℃，根据红外辐射基本原理[5]可知，人体将会辐射出波长约为10 μm的红外线。压电材料，如钽酸锂、钛酸钡等，随温度的升高会发生极化现象，从而释放一部分电荷[6]，这种现象被称为热释电效应。
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