基于MEMS传感器的周界安防报警系统的研究与设计

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随着安防建设的深入发展,安防应用的快速普及,周界安防产品迎来全新的变革和突破。近年来,在周界安防领域,基于物联网技术的周界安防报警系统发展迅速,数字化和网络化成为主要的发展方向。一方面,在数字化的驱动下,智能算法的应用降低了周界报警系统误报、漏报情况;另一方面,在网络化的布局下,减少系统的工程复杂度和成本。本文分析比较了目前主流的周界安防报警系统,针对安防产品存在误报率、漏报率高,环境适应性差以及维护难度大等缺点,设计了以MEMS加速度传感器为核心的数字化智能安防报警系统。数字化传感器和神经网络的应用,改进了传统产品的缺点,提升了系统的整体性能。在系统设计方面,通过对MEMS加速度计的原理及特点的研究,设计了以MEMS加速度传感器为核心的前端信号采集系统,得到围栏振动信号数据。探测报警系统以ARM为主控单元,以DSP为数据处理单元,构建了双MCU数字信号处理系统。基于高可靠性的CAN总线通讯网络,完成整个系统的数据传输工作。搭建以CTM8251KT集成模块为核心的信号防雷电路,确保系统户外条件下的正常工作。基于MEMS加速度计的周界报警系统的优势在于智能算法的应用。在了解目前主要的信号识别算法的基础上,本文提出基于小波包“能量-频带”和RBF神经网络融合的识别算法思路。为了测试系统的性能,选择室外围栏作为实验对象,采集振动信号,进行数据处理分析。实验结果表明,本文所设计的周界安防报警系统,系统的误报率:≤7.1%,误识别率≤14.3%,实现降低了系统漏报、误报的情况的目标。报警响应时间:<2s;系统的定位精度:3m。相较于传统周界产品,提高了系统的的定位精度。因此,基于MEMS加速度计的周界安防系统发展优势明显,应用前景可观。
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