智能电子围栏系统的设计

发布时间：2020-06-01 02:46

【摘要】：电子围栏周界报警系统已广泛应用于公共安全领域,可以有效阻挡入侵行为,定位入侵位置并报警。但系统信号在长距离传输过程中会产生较大的衰减与干扰,导致入侵定位的准确率降低,此外,在识别入侵类型时,存在特征信息分类不充分、误报率较高的问题。论文设计了基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)和Verilog的窄脉冲频率可调电路、采样测距电路,利用电压比较器设计有效回波检测电路,采用多核支持向量机识别入侵类型,运用C#设计系统用户平台,具体工作内容如下:首先,设计系统信号的产生与检测电路。电路设计以EP4CE10E22C8N芯片为核心,基于直接数字式频率合成技术,经巴特沃斯低通滤波、反馈运算放大与拨码开关电路输出可调窄脉宽信号,从而适应不同长度的传输距离;运用电压阈值更新法设计双限电压比较电路,去除干扰波形,获取有效回波信号;通过高速ADC(Analog-to-Digital Converter)采样获取最大峰值点,计算故障入侵点距离,进一步缩小测量误差。其次,对预处理后的信号进行特征提取与识别,运用经验模态分解法将信号分解成多个波形分量,通过计算奇异值熵得到系统不同状态的特征信息,再将特征信息输入到多核支持向量机,分类识别出不同的入侵类型与虚警情况。在信号分解过程中加入正负互补的高斯白噪声来消除模态混叠影响,有效提高识别准确率。最后,根据实际功能需求,设计系统用户平台,包括用户管理、视频监控、电子地图与语音报警界面,并实现各个模块的联动报警,运用Access数据库技术管理系统的状态与报警信息,实现报警数据的存储、查询、显示等功能,基本实现系统的自主化与智能化。
【图文】：

内部结构,布线

源用于完成基本逻辑单元之间的逻辑互连和布线；第四，分布式的布线资源用于控号线，，例如专有时钟和复位等。（5）底层内嵌功能单元。指锁相环 PLL（Phase Locked Loop）、DSP（Digignal Processing）和 CPU（Central Processing Unit）等软处理核，逐渐丰富的内嵌功得FPGA 成为系统级的设计工具，已经具备了软、硬件结合设计的功能。（6）内嵌专用硬核。与底层嵌入相比，它是一个具有强大 FPGA 处理能力的，相当于ASIC。FPGA 的内部结构如图2.1 所示。

设计流程图,围栏

图 2.2 Quartus II 设计流程图计思路是网络化、智能化，电子围栏系统也合，终端控制主机可通过网络向客户上显示的报警信息，通过用户服务平，并使用 TCP/IP 协议或局域网管理范和安全管理。智能电子围栏系统期通过脉冲测距技术准确定位入侵事件或据入侵信号数据识别出具体入侵类别系统的任意一处遭受入侵时，系统都分布式监测；抗干扰能力强，有效去
【学位授予单位】：中国人民公安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：D918.2

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