基于红外线的目标跟踪与无线测温系统报告

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1、基于红外的目标跟踪与无限测温系统基于红外线的目标跟踪与无线测温系统所在院系：电控学院作者：卫莱程庆宇胡阿敏2013-8-10基于红外的目标跟踪与无限测温系统基于红外线的目标跟踪与无线测温系统摘要本系统以MSP430F149为控制核心，设计制作红外线自动跟踪和无线测温系统。该系统主要由两部分构成，红外线目标跟踪部分和无线测温与传输部分。红外线检测控制是本系统重点设计部分，它主要由单片机，步电动机，以及红外接收管等元件组成，单片机作为控制中心；200W白炽灯模拟热源，无线测温部分能实时显示模拟热源的温度。本系统能较好的完成了题目中的全部要求。关键词：MSP430F149；红外

2、跟踪；无线测温；无线通信1引言随着科技的日新月异，无线系统已经普及到世界的各个角落，无线通信的应用也早已问世，设计一个无线系统应用到现实生活中显得尤为重要。此系统可以实现多种功能，包括定位，测温等功能。控制系统随目标物位置的不同利用红外传感器确定其位置并用温度传感器测得周围温度再用无线模块发送给控制系统最后显示在液晶屏上。在智能化、信息化的当今社会，设计这样的无线系统给人们带来无限的便捷。2总体方案设计与论2.1总体方案描述题目要求设计并制作一个能够检测红外源位置和无线测温的系统，系统分为红外源检测控制和无线测温部分。红外源检测控制部分主要负责红外源的检测以及激光笔的控制

3、，为本系统的设计重点，该部分的设计的好坏直接影响到整个系统的性能；无线测温部分主要是测量模拟热源的温度并采用无线方式发送给红外源检测部分。具体框图如图2-1所示。基于红外的目标跟踪与无限测温系统激光笔MSP430F149多路AD下转光敏件上转右转继电器步进电机左转温度检测无线发送无线接收键盘图2-1总体设计框图2.2微处理模块的比较与论争根据题目要求，控制器的选择有以下三种方案。方案一：采用AT89C52单片机，单片机模拟产生PWM，通过H桥及专用的驱动芯片。如：L298N驱动直流风扇，角度信号通过专用的数字芯片、光电编码器、旋转变压器、机械式角度传感器等，实现角度测量。

4、再配以LCD屏、数码管、TFT屏、点阵屏等实现控制信息以及数字信息的显示。由于普通单片机功能有限，因此在使用时外围电路较复杂，所以在较短时间实现与完成稳定性、可靠性较差。方案二：红外目标跟踪与无限测温系统采用以ARM为系统控制器采用32位RISC微处理器ARM实现调节装置和风扇控制功能的核心，能完成研究题目的要求，但是ARM不适合多线程操作，另外应用在系统中会使电路和软件设计变得复杂。方案三：用MSP430F149做控制芯片，MSP430F149是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH的单片机,它体积小，功能齐全,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境

5、和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,适用于精确控制。在此系统中，采用MSP430F149单片机作为控制比采用ARM及AT89C52更实用实用。基于综合性价比，确定选择方案三。基于红外的目标跟踪与无限测温系统2.3红外源检测控制部分方案论证要想实现红外源的跟踪，红外源检测控制部分主要有三个任务：光敏器件的选取﹑电机控制策略和无线接收与发送。光敏器件主要起识别红外源的作用，电机控制目的就是使电机转动。只有能够较好的完成这两个任务，才能实现点光源的精确跟踪，无线接收部分主要接收传输的温度数据。2.3.1光敏器件的选取方案一：光敏电阻

6、。光敏电阻是一种光电导器件，随着光照强度的增大，它的阻值相应减小。所以光敏电阻常用作光电传感器，把光信号转换成电信号。但由于它对相对较长距离光照强度的变化不是很敏感，而且容易受到外界光照的干扰。方案二：红外接受管。红外接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接收入，更容易对目标定位。综上所述：选用方案二。2.3.2电机控制策略方案一：直流电机，其调速控制很方便，但是旋转角度及正反转不好控制，对于本题的定位跟踪，需要很精确的角度控制。方案二：步进电机，采用两个步

7、进电机一个控制光敏器件和激光笔左右转动，另一个控制光敏器件和激光笔上下转动。步进电机是一种将电脉冲转换成相应的角位移的机电器件，它的转角及转速取决于脉冲信号的数量和频率。由于步进电机只有周期性的误差而无累积误差，所以其可以达到很高的控制精度。综上所述：选方案二。2.3.3无线收发部分方案论证方案一：NRF905是NordicVLSI公司推出的一款无线收发芯片。32脚封装，供电电压为1.9～3.6V，工作于433/868/915MHz三个ISM频道。可自动处理字头和CRC（循环冗余码校验）。功耗低，高抗干扰GFSK调制，可调频，