毫米波室内安防监测系统
技术领域
本实用新型涉及安防技术领域，尤其涉及一种毫米波室内安防监测系统。
背景技术
作毫米波雷达是测量被测物体的相对距离、相对速度、方位的高精度传感器，早期被应用于军事领域，随着雷达技术的不断发展与进步，毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个领域。
在我国毫米波技术领域方面，目前使用比较成熟的是24GHz的K波段。77GHz毫米波雷达产品的核心技术主要掌握在Bosch、Delphi、Denso、TRW、Conti等几大跨国巨头手里，基本不单独向国内销售，只能购买全套系统且价格昂贵。但面对如此巨大的市场，国内很多企业已经开始自主研发雷达产品，不过在研发过程中可能有一些难点需要去克服解决。主要的难点体现在：1、技术封锁，可选择性少。2、缺乏丰富的雷达系统和毫米波射频设计经验与能力的人才。3、信号处理算法上的高要求，以及芯片上的限制。
在物联网时代，人们的位置、动态、生理讯号以及安全状况等信息将会对IoT智能楼宇产生重要的影响，通过监测并跟踪他们在室内外的活动轨迹可以大大提高安防系统的智能程度。当然，照明、电梯、自动门、空调系统、摄像头等传感器也可以根据雷达监测的人员动态信息进行响应工作，大大地提高了工作效率，节约了整个工作环境的成本支出。而现有的技术应用中，室内安防用得比较多是技术手段分别是：视频监控、红外人体感应、激光雷达等等；这些技术应用中，涵盖着很多的技术短板。例如视频侵犯隐私，红外人体感应测量不精准，激光雷达会对光线产生错误判断；但是毫米波技术可以避免这些短板，目前它的主要问题表现在，还未被市场所接受，成本高等劣势。因此，我们开发一款毫米波室内安防监测系统很有必要。
实用新型内容
本实用新型提供一种毫米波室内安防监测系统，增加设备的可靠性，保护隐私，受物理环境影响小。
本实用新型采用以下技术方案：
毫米波室内安防监测系统，其特征在于，包括：毫米波射频模块、中央处理器模块、无线通信模块、储存器、服务器和终端；毫米波射频模块的输出端连接中央处理器模块的输入端，中央处理器模块的输出端连接所述无线通信模块，毫米波射频模块将采集到的人员数据信息通过无线通信模块存储至服务器，以供终端进行调用实时监测；
毫米波射频模块与所述储存器连接。
作为上述方案的改进，所述毫米波射频模块集成微带阵列天线、DSP内核和ARM内核，微带阵列天线的输出端连接DSP内核的输入端，DSP内核的输出端连接ARM内核的输入端；ARM内核的第一端口与所述储存器连接，ARM内核的第一端口与所述中央处理器模块连接。
优选地，所述毫米波射频模块为77G毫米波射频模块。
优选地，所述储存器通过SPI总线与与所述77G毫米波射频模块连接。
作为上述方案的改进，还包括降压电路，用于将电源降到所述毫米波射频模块需要的电压值。
优选地，所述无线通信模块通过IPX天线与所述服务器进行通信连接。
作为上述方案的改进，所述中央处理器模块还连接一调试接口。
有益效果
本实用新型采用嵌入式硬件，通过毫米波射频模块监测信号，数据采集和数字转换，增加设备的可靠性。本实用新型设备体积小，方便安装及隐蔽，不侵犯公民肖像权及隐私，相对于传统的监测手段，不受光线、温度、雾气等环境影响。本实用新型监测系统的响应实时性快，数据更为直观，简便，解决远距离的室内监测管理。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种毫米波室内安防监测系统的电路结构示意图；
图2是图1中77G毫米波射频模块的电路结构示意图；
图3是图1中DC电源的电路结构示意图；
图4是图1中储存器的电路结构示意图；
图5是图1中MCU模块的电路结构示意图；
图6是图1中无线通信模块的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本实用新型实施例提供的一种毫米波室内安防监测系统的电路结构示意图。该系统包括77G毫米波射频模块、中央处理器模块(即MCU模块)、无线通信模块、储存器、DC电源、降压电路、调试接口、服务器和终端。77G毫米波射频模块通过第一串口线连接MCU模块，MCU模块的输出端通过第二串口线连接无线通信模块，储存器通过SPI总线与与77G毫米波射频模块连接，储存器的作用是储存配置参数到77G毫米波射频模块。77G毫米波射频模块内集成微带阵列天线、DSP内核和ARM内核，微带阵列天线的输出端连接DSP内核的输入端，DSP内核的输出端连接ARM内核的输入端；ARM内核的第一端口与储存器连接，ARM内核的第二端口与MCU模块。DC电源为系统供电，DC电源另一输出端通过降压电路降到77G毫米波射频模块需要的电压值。MCU模块还连接一调试接口，用作MCU模块的JATA调试接口。
使用时，77G毫米波射频模块的毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡，设其频率为f0，经隔离器加至环行器，再由微带天线定向辐射出去，并在空间以电磁波形式传播，当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。如果目标是运动的，则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比的多普勒频率fd，使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+”，目标远离飞行取“％”)，此回波被微带天线接收下来，经环行器加至混频器，在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频，最后得到频差，这个距离信息、方向、速度是由这个频差去提取及转换而来的。DSP内核接收回波，分离出多个人员的信号，并对每个人员经过成熟算法傅里叶变换、快速傅里叶变换和平滑处理，得出人员的数量、每个人员的位置坐标、位置坐标上的速度、位置坐标上的加速度数据，该数据信息传输给ARM内核，经第一串口线、MCU模块、无线通信模块上传至服务器，以供终端进行调用实时监测。本实施例以ARM处理器作为核心控制器件，应用于室内安防监测系统，实现了主流的高性能单片机与无线通信的结合，将监测的室内信息通过无线通信上传至服务器，在PC或者手机APP等终端实时查看监测信息，通过观察室内的监测信息来判断室内人流是否过于密集，防止不安全事件发生，提前防控管理；另一方面，利用这种毫米波技术是虚拟隐蔽且不侵犯公民肖像权的优势，从而达到室内安防监测的目的。
进一步地，具体实施方式如下：
降压电路，用于将DC电源5V降到77G毫米波射频模块需要的电压值3.3V。
所述无线通信模块通过IPX天线与所述服务器进行通信连接。
MCU模块的主要作用是驱动整个系统功能的运行。77G毫米波射频模块的功能是利用毫米波的微带天线反射和接收信号，将采样信号传输到MCU进行信号处理，主要传输方式是通过串口传输。
如图2、3、4、5、6所示，U1是包含DSP与ARM内核的77G毫米波射频芯片(封装型号IWR1642)、Y1是40MHz的石英无源晶振、U2是线性稳压电源LDO、U3是一款双路低噪声低压降稳压器、U4是降压转换器、U5是外部FLASH的存储器；U6是MCU模块(封装型号STM32F405)、X1是25MHz石英有源晶振、U7是稳压器、U8是无线通信模块。原理图连接说明：
1：J4为5V电源接口。
2：J4为系统电源输入，主要分为三路，第一路输入U2进行降压成，供U1、U5使用；第二路则输入U7进行降压，供U5使用；第三路输入U8，供无线通信模块U8使用。
3：J1作为射频天线的接收天线和发射天线，其中包括RX1RX2RX3RX4、TX1TX2，形成4收2发微带天线阵列端口。
4：J2与中央处理器U6相连，作为射频数据与MCU交互的传输方式，RS232。
5：Y1与U1相连，作为射频芯片的晶振时钟。
6：J3与U1相连，作为外部存储器使用。
7：J5与U6相连，作为JATGT调试接口。
8：J6与U8相连，作为MCU与无线通信模块数据交互。
9：X1与U6相连，作为MCU的时钟晶振。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
