【導(dǎo)讀】該裝置基于EVK1105平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的人體進(jìn)行檢測定位，施以光照，并可以跟隨人體的移動(dòng)自動(dòng)調(diào)整光束方向，跟隨照射。
一.項(xiàng)目概述
模型設(shè)計(jì)為，在一個(gè)房間的天花板處安裝此系統(tǒng)，當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入房間時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別有人進(jìn)入房間，led射燈打開并照亮人所在位置（及其周邊一定區(qū)域）；當(dāng)人在房間里移動(dòng)時(shí)，位于系統(tǒng)云臺(tái)上射燈發(fā)射的燈光會(huì)跟隨人體運(yùn)動(dòng)。
由于準(zhǔn)確確定了光線的需求范圍，將光線集中在了需要的位置（或一定范圍），故可將非必要照明區(qū)域的光線節(jié)省下來，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的效果。同時(shí)，提供光束的led射燈也是相當(dāng)節(jié)能的產(chǎn)品，功耗遠(yuǎn)低于白熾燈或普通照明燈。
項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)：
在劇場的舞臺(tái)上，當(dāng)有單獨(dú)的演員上臺(tái)時(shí)，往往不需要開啟全場所有的燈光，而有工作人員控制射燈，單獨(dú)照亮演員及其周圍區(qū)域。這樣不僅具有獨(dú)特的舞臺(tái)效果，而且也節(jié)省了大量燈光功耗。
故而我們聯(lián)想到在很多場合，完全的光照并不是必須的，我們可以直接確定那些需要光照的區(qū)域，避免多余的光照。
我們的系統(tǒng)可能的拓展應(yīng)用有：
1.優(yōu)化舞臺(tái)上的跟隨射燈。由于裝置為自動(dòng)檢測反應(yīng)，自動(dòng)移動(dòng)跟隨，使投光更加迅速準(zhǔn)確，同時(shí)節(jié)省人力。
2.區(qū)域巡邏檢查。如在 存放貴重貨品商店或倉庫，監(jiān)獄安全巡邏區(qū)域，若安裝 了該裝置，當(dāng)在一定區(qū)域探測到有人出現(xiàn)時(shí)，則裝置對(duì)目標(biāo)人體檢測定位并施以光照，還可跟隨其移動(dòng)進(jìn)行照射，同時(shí)也可連接報(bào)警、攝像等裝置。
3.照相機(jī)，攝像機(jī)在拍攝取像時(shí)，拍攝目標(biāo)物（這里是人體）的光線可能較弱或不足，這時(shí)可以安裝該裝置，檢測拍攝物（人體為默認(rèn)拍攝主體）的位置和方向，有針對(duì)性地對(duì)該方向施以補(bǔ)充光照（可以用光束照射或者用閃光）。既達(dá)到光照效果，又節(jié)省電池電量。
二.需求分析
功能要求：
1.當(dāng)有人進(jìn)入房間時(shí)，云臺(tái)上的LED射燈自動(dòng)打開；
2.人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，LED射燈燈光跟隨人體運(yùn)動(dòng)；
3（拓展）：將攝像頭的視頻信號(hào)通過EVK1105的以太網(wǎng)模塊傳到遠(yuǎn)處的計(jì)算機(jī)屏幕上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
性能要求：
1，云臺(tái)能自動(dòng)跟隨人的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；
2，LED射燈的燈光要足夠亮，光照的距離應(yīng)足夠遠(yuǎn)；
3，熱釋電模塊的感應(yīng)區(qū)域應(yīng)該足夠遠(yuǎn)；
4，攝像頭捕捉到的圖像應(yīng)足夠清晰以至于能確定人的位置。
三.方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理：
通過熱釋電感應(yīng)，經(jīng)過芯片處理，輸出高電平接入單片機(jī)；單片機(jī)控制IO口打開LED射燈，攝像頭對(duì)人體進(jìn)行精確定位；人體移動(dòng)攝像頭和熱釋電再對(duì)人體進(jìn)行定位，單片機(jī)再控制IO口輸出調(diào)節(jié)舵機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)使燈光跟隨人體。
硬件平臺(tái)選用及資源配置：單片機(jī)平臺(tái)選用EVK1105平臺(tái)，攝像頭，云臺(tái)，熱釋電，LED射燈
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖
系統(tǒng)軟件架構(gòu)：
以C語言為編程語言。首先完延時(shí)函數(shù)、信號(hào)接收函數(shù)、信號(hào)發(fā)射函數(shù)等最基本的子函數(shù)；然后通過對(duì)最基本子函數(shù)的調(diào)用實(shí)現(xiàn)熱釋電傳感器控制函數(shù)、攝像頭傳感器控制函數(shù)、云臺(tái)電機(jī)控制函數(shù)以及射燈開關(guān)控制函數(shù)——四個(gè)軟件模塊；最后通過在主函數(shù)上對(duì)各級(jí)子函數(shù)的合理調(diào)用實(shí)現(xiàn)并完善目標(biāo)功能。
系統(tǒng)軟件流程
程序運(yùn)行流程圖
系統(tǒng)初始化之后，對(duì)狀態(tài)進(jìn)行判斷，若沒檢測到人，則一直處于檢測狀態(tài)；若檢測到有人，則單片機(jī)控制IO口打開開關(guān)使得LED射燈發(fā)光照射到人體，攝像頭開始捕捉人體位置信息，并進(jìn)行定位；當(dāng)人體移動(dòng)時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)熱釋電和攝像頭傳回來的信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)人體重新進(jìn)行定位，并且控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)使射燈跟隨人體運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人體再移動(dòng)，便繼續(xù)“人體移動(dòng)----數(shù)據(jù)處理---轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)”這個(gè)循環(huán)過程。
系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果：
基本：當(dāng)有人進(jìn)入房間時(shí)，LED射燈打開照射人體；當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，LED射燈的燈光跟隨人體運(yùn)動(dòng)。
拓展：通過以太網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，另操作人員通過觀看攝像頭的現(xiàn)場視頻，實(shí)時(shí)操控?cái)z像頭和燈光投射方向。
