[原创] F7设计大赛-智能小区

研究背景：随着经济的飞速发展和互联网技术、控制技术、信息通信技术的进步，以及物质生活水平的不断提高，如何让人们拥有一个安全、舒适、节能和便捷的小区环境已经成为未来社区生活的发展趋势，智能社区控制系统便应运而生了。

研究意义：使智能社区控制系统提供更多丰富多彩的功能并且降低设备成本，降低的使用复杂性、提高运维管理能力。

研究目标：设计一套完整的智能小区控制方案。实现小区安防监控、路灯智能控制、语音广播控制、温湿度采集、可燃气体和火灾检测、户外广告系统等多种功能。

2.1、智能小区功能介绍

通过STM32F7开发板的DCMI camera connector接口完成小区智能监控的功能—实现动态时图像保存功能（将数据保存到U盘或利用无线模块保存数据）。通过STM32F7的多路PWM结合人体感应模块（有人时点亮，实现节能）实现智能小区路灯系统按制（车库、路灯、走廊等）（变频LED灯）。通过STM32F7丰富的I/O口来控制LED显示屏，来实现智能小区的物业管理智信息能化、户外广告等。环境信息小区智能广播定时提示（温度、湿度、光照强度等）。通过STM32F7实现小区门禁系统。基本功能实现如图一所示：

图一、系统功能图

2.1、智能小区系统实现总体框架

本系统用三个STM32F7开发板构成智能小区综合控制系统，一个STM32F7作为主控机，另处两个作为控制终端，从面实现智能小区所要求达到的功能描述。主控机的任务主要是配合上位机通过以太网口达到远程控制两个终端的目的。总体框架如图二所示：

图二、系统实现总体框架

两个终端各自完成并实现不能的功能，能过串口通信实现主控制机与两个终端之间的通信。终端1实现实时监控系统及数据的采集，完成路灯系统的智能控制。终端2实现小区重要信息语音智能播报功能和户外广告平台系统（用LCD模拟）的建立。如图三所示：

图三、系统终端控制

LCD、OLED、摄像头、湿度传感器、温度传感器、光敏、音响设备、RFID模块。

3.3.1门禁方案说明：

1、开关电源模块：设计一个30W12V的开关电源一供电。（用现成的就行）

2、门禁读卡模块分为两个部分：车辆读卡识别和户主读卡识别。

3、 开锁模块和自动栏杆模块是在户主在刷卡的时候，进行车辆的放行或是大门的开关。

4、 MCU信号处理模块，这部份由软件处理门禁卡的识别，开锁和自动栏杆的开关，485通讯功能。

5、485通讯模块，进行和主机数据通讯，通讯格式暂定。

6、 MCU选用STM32F7系列的IC。

7、开锁和栏杆控制，可自制简装置进行模拟。

8、门禁读卡模块用RFID。（用你最熟悉）

3.3.1.简述：此为智能小区系统的一部分，主要处理音频的一些功能。实现小区内的语音广播，音乐播放，报时等语音部分功能。

1、 电源模块：负责给系统供电。

2、网络模块：通过联网实现远程语音广播，语音控制播报。

3、存储模块：存储语音文件，如播报的时间文件，音乐文件等，此部分需要移植FatFs文件系统。

4、音频解码模块：实现音频文件的解码，播放语音。

5、 STM32F主控1：智能小区系统的一个主控之一。主要负责语音广播系统的逻辑业务。

3.4.1监视方案说明：

1、摄像头模块：可以选OV系列摄像头。

2、监控图像存储：可以采用SD卡的方式，也可以利用串口保存至电脑上。

3、移动侦测信号输出算法：背景减除法或三帧差分法来进行运动目标检测的算法实现。通过侦测信号控制小区车库的灯具、报警等。

4、 MCU信号处理模块：实现算法、控制等功能（如F7无法完成、再进行其它扩展）

工作原理：有人路过发出声音，传感器接受到信号，发出高电平，给单片机做输入信号。单片机收到信号然后控制LED亮灭。

方案设想：给单片机提供一个时钟源，白天的时候不亮，天色一点点变晚，灯通过PWM变换灯的亮度。如果灯附近有人，那么灯就更亮些（必须满足声控模块和人体感应模块都检测到信号）

硬件：声控模块、人体感应模块