泳池监控系统之子系统的研究与设计 第11页
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到空间三文坐标的映射关系，这一关系被存放在ini文件中，供主监控系统调用。
为了使程序可以脱离泳池环境实现定标，这里添加了对指定图像的定标功能，通
过点击“打开图像"可以对指定的图像进行定标。
图3．10定标系统界面
Fig．3．1 O Illterface 0f c~tion system
3．6本章小结
利用本文所提供的定标方法，在精度要求不高的情况下，可以比较容易的实
现摄像机定标工作，得到图像二文空间与泳池三文空间的映射关系。但是仍然存
在许多不足和待改进之处。主要有：(1)由于对定标算法的验证是基于陆地上拍
摄的图像，若拿到游泳池环境下去实际运用，可能还会存在问题。因此，在以后
的研究中，将会在游泳池环境下进一步验证算法的可行性；(2)目前，本课题所
采用的定标算法是基于单个摄像机进行的，即单目定标，单目定标存在许多缺陷，
如对物体的重叠不能准确的分辨、定标精度不高等，而多目定标就可以弥补这些
缺陷，使定标更精确。因此，在以后的研究中，要向双目定标的方向去发展。
第4章无线报警传输系统的设计
第4章无线报警传输系统的设计
4．1无线报警传输功能概述
由于泳池监控系统的使用环境特殊，对无线报警传输也有特定的要求：传输
距离至少200m，传输数据量少，功耗低，稳定性较高。目前市场上销售的无线
传输设备，要么传输距离不够远，易受干扰，不满足传输距离的要求；要么价格
比较昂贵，。能够传输的数据量通常较大，采用这种设备将是很大的浪费。因此，
从性能与价格等方面综合考虑，本文设计了无线报警传输系统。
无线报警传输系统包括两部分：无线接收模块和无线发送模块。无线接收模
块主要采用射频接收芯片MAX7033实现的，并利用PT2272作为解码器对接收到
的数据进行解码。为了能够为救生员提供溺水事故发生的位置，接收模块设有4
个LED指示灯，即根据4组镜头的分布位置将泳池划分为4个区域，4个区域对
应4个指示灯，哪个指示灯亮就表示相应区域内有溺水事故发生；无线发送模块，
采用MAX7044实现射频发射功能，以PT2262作为编码器对待发送数据编码，利
用2051单片机对PT2262进行控制。无线发送模块与PC机之间的通讯是通过串
口来实现的。系统整体设计框图如图4．1所示：射频信号
无线发送模块 无线接收模块
图4。1整体设计框图
F追．4．1 Main仃锄e 0f the whole system
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当主监控系统检测到泳池内有人溺水时，立即产生报警信号，报警信号包含
溺水人员的位置信息。报警信息经串口被送至无线发送模块的控制器2051单片
机，单片机把该数据再送给PT2262编码，编码结果经由MAX7~4构成的射频发
射电路发送出去。无线接收模块接收到报警信号后，经由P~272对接收数据解
码，经分析获得最终数据控制指示灯亮，并控制蜂鸣器向救生员发出报警。由于
无线接收模块配备在救生员身上，因此采用9V充电电池经稳压模块LTl086-3．3
稳压至3．3V后对其供电。为保证接收模块能够正常工作，不会因电池电量不足而
导致错失报警信息，故在发送模块中加入电池监控电路对电池电压进行监测，当
电池电量低到一定程度时即发出报警。
4．2无线报警传输系统的实现
4．2．1硬件设计
4．2．1．1无线发送模块
无线发送模块主要由2051单片机、编码芯片P~262、射频发射芯片MAX70~
以及看门狗芯片MAX813L、串口通讯电平转换芯片MAX232等构成。该部分电
路从功能上大致可分为两部分：串行通信部分和射频发射部分。
(1)、串行通信部分主要功能是通过串口实现上位机与无线发送模块之间的
通信，上位机能够将报警信号通过串口传送给无线发送模块。
串行通信是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线，可能还需
要控制线)，数据在这根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一
个固定的时间长度。这种通信方式使用的数据线较少，在远距离通信中可以节约
成本。串行通信的优点体现在远程通信和上下位机通信中，其传输距离远，数据
线比较少，缺点是速度比较慢。但是随着新的串行数据协议的诞生，这种情况已
经得到了很大改善，传输距离和速度都有了很大提高。
串行通信方式的可分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别
同步字符来实现数据的发送和接收的，异步通信是一种利用字符的再同步技术的
通信方式。在异步通信中，字符帧的数据格式如图4．2所示。
第4章无线报警传输系统的设计
起始位 数据位 奇偶校验位停止位
图4．2异步通信的数据格式
Fig．4．2 Data format Of serial communication
在帧格式中，一个字符由4部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止
位。首先是一个起始位“O”，然后是5～8位数据(规定低位在前，高位在后)，接
下来是奇偶校验位(可省略)，最后是停止位“1”。起始位“0”信号只占用1位，用来
通知接收设备一个待接收的字符开始到来。在不传送字符时，线路上应保持为“1”。
接收端不断检测线路的状态，若连接为“1”以后又检测到一个“0”，就知道要发来
一个新字符，应立即准备接收。本文所使用的是异步通信。
典型的RS．232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端输出正电
平电压范围在+5V～+15V，负电平在．5V～．15V。如此高的电压是不能和单片机
直接相连的，所以必须进行电平转换。
MAX232产品是一款兼容RS-232标准的芯片。该器件包含两个驱动器、两
个接收器和一个电压发生器提供’HA／EIA．232-F电平。MAX232的管脚分布如图
4．3所示，此图为MAX232芯片的16管脚双列直插式封装形式【。列。
图4．3 MAX232管脚图
Fig．4．3 Pin diagram of M凇32
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