一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置的制作方法

本发明涉及一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，属于电子技术领域。

背景技术：

随着社会科技的飞速发展，信息安全问题一直被人们所重视，尤其是大企业、大公司的秘密文件，一直有被他人偷取偷窥，再通过网络信息曝光甚至被他人直接买去他人获取利益，不仅给公司企业带来经济上的损失，还严重侵犯个人以及企业、公司的知识产权。

建立基于嵌入式的实时黑屏控制装置，需要考虑基于嵌入式的实时黑屏控制装置的构成及构成之间的连接问题。本发明结构简单，成本低廉，可以在人离开电脑实时黑屏，使用电脑时红外感应启动装置摄像头获取电脑前照片进行人脸识别并与本机用户人脸照片对比，起到非本机用户实时报警，并将偷窥者照片保存起来作为指控凭证。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，以用于解决对建立基于嵌入式的实时黑屏控制装置的构成及构成之间的连接问题，通过实时黑屏控制装置实现报警等。

本发明的技术方案是：一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述继电器开关电路9包括电阻R1、ULN2803芯片、1N4148高速开关二极管；其中电阻R1的一端接地，另一端与ULN2803芯片的1B管脚连接，ULN2803芯片的1C管脚与1N4148高速开关的二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，1N4148高速开关的开关线接在电脑显示器电源线上。

所述被动人体红外传感器1包括滤光片10，菲涅尔透镜11，电阻R2、R3、R4；其中菲涅尔透镜11安装在滤光片10前端，滤光片10安装在一外壳前端，外壳内安装的电阻R2、R3串联并与电阻R4并联组成一双探测元。

所述信号放大电路2包括施密特比较器U1、U2、U3、U4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，二极管D2、D3，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电阻R5接在被动人体红外传感器1的S、G极；电容C3、电阻R6串联后的一端接在G极，另一端与施密特比较器U1的同相输入端连接，施密特比较器U1的反相输入端与被动人体红外传感器1的S极连接，电容C1、C2的一端和电阻R7连在电源正极，电容C1、C2的另一端接地，电阻R8和电容C4并联后的一端连接施密特比较器U1的同相输入端、电阻R6，另一端接施密特比较器U1的输出端、接地端，施密特比较器U1的输出端又与电容C5一端连接，电容C5另一端接电阻R9一端，电阻R9另一端接在施密特比较器U2的同相输入端，电阻R10与电容C6并联后一端接施密特比较器U2的同相输入端，另一端接施密特比较器U2的输出端，施密特比较器U2的反相输入端接在电阻R11、R12之间，电阻R11、R12、R13串联一起后的一端接电源正极，另一端接地，施密特比较器U2的输出端就接在施密特比较器U3的同相输入端、施密特比较器U4的反相输入端之间，施密特比较器U3的反相输入端接在电阻R11、12之间，施密特比较器U4的同相输入端接在电阻R12、R13之间，施密特比较器U3、U4的输出端分别接二极管D2、D3，二极管D2、D3又连接组成信号输出端，信号输出端与单片机控制模块3连接。

所述单片机处理模块5包括IDT7205芯片，单片机MC9S12DG128，与非门电路，电阻R14、R15、R16、R17，电容C7、C8、C9、C10，按键K1，晶振Y0，有源晶振电路芯片OSC；其中摄像头6的管脚分别与IDT7205芯片的管脚、与非门电路输入端连接，与非门电路输出端连接到IDT7205芯片，IDT7205芯片的1管脚与单片机MC9S12DG128的管脚相连，单片机MC9S12DG128的管脚接电阻R14一端，电阻R14另一端接有源晶振电路芯片OSC的OUT管脚，电阻R15的一端接单片机MC9S12DG128的管脚且两者之间接按键K1、电容C7的一端，电阻R15的另一端接5V电压，按键K1的另一端接电阻R16一端，电容C7和电阻R16另一端共同接地，电阻R17与电容C9串联再与电容C8并联后再接在单片机MC9S12DG128的管脚，晶振Y0、电容C10并联后接MC9S12DG128的管脚；将单片机MC9S12DG128的串行输出口与单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输入口引脚连接，单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输出口引脚与单片机MC9S12DG128的串行输入口引脚连接。

所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R18、R19、R20、R21，电容C11、C12、C13，晶振Y1，三极管Q0、Q1，按键K2，灯1、灯2；所述存储扩展7包括地址锁存器芯片74LS373和内存扩展6264芯片，所述报警电路8包括电阻R20、R21，三极管Q1和报警器；所述继电器开关电路9需要经过由一个三极管Q0和电阻R19的电路信号放大后连接芯片AT89C52上，电容C11、C12一端接地，电容C11另一端接晶振Y1的一端、芯片AT89C52，电容C12另一端接晶振Y1的另一端、芯片AT89C52，电容C13一端、按键K2一端、电阻R18一端接芯片AT89C52，电容C13另一端接按键K2另一端，电阻R18另一端接地，地址锁存器芯片74LS373分别连接芯片AT89C52、内存扩展6264芯片，内存扩展6264芯片还连接芯片AT89C52，电阻R20一端接芯片AT89C52，电阻R20另一端与三极管Q1基极连接，电阻R21与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极接报警器一端，报警器另一端接地，灯1和灯2的一端分别接芯片AT89C52，灯1和灯2的另一端接地。

本发明的工作原理是：

在无人使用电脑时，电脑前没有人，被动人体红外传感器1将无法接受到人体红外线，不会产生电流信号的输出。当有人坐在电脑前使用时，当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜11被聚焦在热释电红外传感器的由电阻R2、R3、R4组成的探测元上时，电路中的传感器将输出电压信号，由于这个电压信号很微弱不稳定，所以在经过后面的信号放大电路2放大，放大的大致过程如下：信号通过S极发送到由电阻R8、电容C4、施密特比较器U1组成的第一级信号放大电路，电阻R7和电容C1、C2在电路中起到保护电路作用，而电阻R5、R6，电容C3组成的低通滤波电路，防止其它的信号干扰，随后经过第一级放大的信号再经过电容C5、电阻R9组成的电路，选择一定的大小的信号再经过由施密特比较器U2、R10、C6组成的第二个信号放大电路，同样的R10、C6也起到滤波抗干扰作用。经过这两级放大电路后还得通过由施密特比较器U3、U4，电阻R11、R12、R13组成的门限比较电路，将处理得到的稳定信号输出到单片机控制模块3中芯片AT89C52的P3.5管脚，一旦单片机控制模块3接收到信号后就给单片机处理模块5进行串口通信，单片机处理模块5控制摄像头OV7670打开，进行电脑前的拍照，同时单片机控制模块3的外接存储扩展7保存一张本机用户工作人脸照片的数据信息，这样将单片机处理模块5实时捕捉到的照片与由单片机控制模块3存储扩展7发送过来的本机用户照片数据信息进行图片处理对比，图片的存储地址通过芯片AT89C52的管脚P0.0~P0.7控制74LS373地址译码器来访问扩展的内存芯片6264。一旦是本机用户的人脸照片，单片机处理模块5就给单片机控制模块3发送一信号，让单片机控制模块3的芯片AT89C52的P1.0管脚发送一电流，电流将导通三极管Q0，随后再通过安装在电脑显示器电源线的继电器开关电路9，将导通1N4148高速开关二极管D1，从而导通电脑显示器电源线，显示器才能显示。一旦是非本人操作电脑时，单片机控制模块3的芯片AT89C52的P1.0管脚就不发送一电流，这样继电器开关电路9就一直处于断开的状态，同时单片机控制模块3也给单片机处理模块5发送请求将电脑前的照片发送到单片机控制模块3，单片机控制模块3就将其保存在扩展的内存中，以作为后期指控非法偷窥或者窃取电脑私密信息的凭证，同时芯片AT89C52的管脚18发出一个电信号使报警器报警，灯1、2也就亮起。一旦屏膜黑屏后起到保护作用，本机用户可通过按键K2启动复位电路，当按下K2键时，一端接的下拉电阻R18作用下电容C13就快速充放电，从而进行初始化。这样电脑显示器电源线也就处于断开状态，因此达到了显示器无法显示的效果。

本发明的有益效果是：结构简单，成本低廉，可以在人离开电脑实时黑屏，使用电脑时红外感应启动装置摄像头获取电脑前照片进行人脸识别并与本机用户人脸照片对比，起到非本机用户实时报警，并将偷窥者照片保存起来作为指控凭证。

附图说明

图1是本发明的结构连接图；

图2是本发明的继电器开关电路连接图；

图3是本发明的信号放大电路与被动人体红外传感器结构连接图；

图4是本发明的图像获取和单片机处理模块电路图；

图5是本发明的单片机控制模块电路图；

图中各标号为：1—被动人体红外传感器、2—信号放大电路、3—单片机控制模块、4—电源、5—单片机处理模块、6—摄像头、7—存储扩展、8—报警电路、9—继电器开关电路、10—滤光片、11—菲涅尔透镜。

具体实施方式

实施例1：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述继电器开关电路9包括电阻R1、ULN2803芯片、1N4148高速开关二极管；其中电阻R1的一端接地，另一端与ULN2803芯片的1B管脚连接，ULN2803芯片的1C管脚与1N4148高速开关的二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，1N4148高速开关的开关线接在电脑显示器电源线上。

所述被动人体红外传感器1包括滤光片10，菲涅尔透镜11，电阻R2、R3、R4；其中菲涅尔透镜11安装在滤光片10前端，滤光片10安装在一外壳前端，外壳内安装的电阻R2、R3串联并与电阻R4并联组成一双探测元。

所述信号放大电路2包括施密特比较器U1、U2、U3、U4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，二极管D2、D3，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电阻R5接在被动人体红外传感器1的S、G极；电容C3、电阻R6串联后的一端接在G极，另一端与施密特比较器U1的同相输入端连接，施密特比较器U1的反相输入端与被动人体红外传感器1的S极连接，电容C1、C2的一端和电阻R7连在电源正极，电容C1、C2的另一端接地，电阻R8和电容C4并联后的一端连接施密特比较器U1的同相输入端、电阻R6，另一端接施密特比较器U1的输出端、接地端，施密特比较器U1的输出端又与电容C5一端连接，电容C5另一端接电阻R9一端，电阻R9另一端接在施密特比较器U2的同相输入端，电阻R10与电容C6并联后一端接施密特比较器U2的同相输入端，另一端接施密特比较器U2的输出端，施密特比较器U2的反相输入端接在电阻R11、R12之间，电阻R11、R12、R13串联一起后的一端接电源正极，另一端接地，施密特比较器U2的输出端就接在施密特比较器U3的同相输入端、施密特比较器U4的反相输入端之间，施密特比较器U3的反相输入端接在电阻R11、12之间，施密特比较器U4的同相输入端接在电阻R12、R13之间，施密特比较器U3、U4的输出端分别接二极管D2、D3，二极管D2、D3又连接组成信号输出端，信号输出端与单片机控制模块3连接。

所述单片机处理模块5包括IDT7205芯片，单片机MC9S12DG128，与非门电路，电阻R14、R15、R16、R17，电容C7、C8、C9、C10，按键K1，晶振Y0，有源晶振电路芯片OSC；其中摄像头6的管脚分别与IDT7205芯片的管脚、与非门电路输入端连接，与非门电路输出端连接到IDT7205芯片，IDT7205芯片的1管脚与单片机MC9S12DG128的管脚相连，单片机MC9S12DG128的管脚接电阻R14一端，电阻R14另一端接有源晶振电路芯片OSC的OUT管脚，电阻R15的一端接单片机MC9S12DG128的管脚且两者之间接按键K1、电容C7的一端，电阻R15的另一端接5V电压，按键K1的另一端接电阻R16一端，电容C7和电阻R16另一端共同接地，电阻R17与电容C9串联再与电容C8并联后再接在单片机MC9S12DG128的管脚，晶振Y0、电容C10并联后接MC9S12DG128的管脚；将单片机MC9S12DG128的串行输出口与单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输入口引脚连接，单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输出口引脚与单片机MC9S12DG128的串行输入口引脚连接。

所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R18、R19、R20、R21，电容C11、C12、C13，晶振Y1，三极管Q0、Q1，按键K2，灯1、灯2；所述存储扩展7包括地址锁存器芯片74LS373和内存扩展6264芯片，所述报警电路8包括电阻R20、R21，三极管Q1和报警器；所述继电器开关电路9需要经过由一个三极管Q0和电阻R19的电路信号放大后连接芯片AT89C52上，电容C11、C12一端接地，电容C11另一端接晶振Y1的一端、芯片AT89C52，电容C12另一端接晶振Y1的另一端、芯片AT89C52，电容C13一端、按键K2一端、电阻R18一端接芯片AT89C52，电容C13另一端接按键K2另一端，电阻R18另一端接地，地址锁存器芯片74LS373分别连接芯片AT89C52、内存扩展6264芯片，内存扩展6264芯片还连接芯片AT89C52，电阻R20一端接芯片AT89C52，电阻R20另一端与三极管Q1基极连接，电阻R21与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极接报警器一端，报警器另一端接地，灯1和灯2的一端分别接芯片AT89C52，灯1和灯2的另一端接地。

实施例2：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述继电器开关电路9包括电阻R1、ULN2803芯片、1N4148高速开关二极管；其中电阻R1的一端接地，另一端与ULN2803芯片的1B管脚连接，ULN2803芯片的1C管脚与1N4148高速开关的二极管D1一端连接，二极管D1另一端接地，1N4148高速开关的开关线接在电脑显示器电源线上。

实施例3：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述被动人体红外传感器1包括滤光片10，菲涅尔透镜11，电阻R2、R3、R4；其中菲涅尔透镜11安装在滤光片10前端，滤光片10安装在一外壳前端，外壳内安装的电阻R2、R3串联并与电阻R4并联组成一双探测元。

实施例4：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述信号放大电路2包括施密特比较器U1、U2、U3、U4，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13，二极管D2、D3，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6；其中电阻R5接在被动人体红外传感器1的S、G极；电容C3、电阻R6串联后的一端接在G极，另一端与施密特比较器U1的同相输入端连接，施密特比较器U1的反相输入端与被动人体红外传感器1的S极连接，电容C1、C2的一端和电阻R7连在电源正极，电容C1、C2的另一端接地，电阻R8和电容C4并联后的一端连接施密特比较器U1的同相输入端、电阻R6，另一端接施密特比较器U1的输出端、接地端，施密特比较器U1的输出端又与电容C5一端连接，电容C5另一端接电阻R9一端，电阻R9另一端接在施密特比较器U2的同相输入端，电阻R10与电容C6并联后一端接施密特比较器U2的同相输入端，另一端接施密特比较器U2的输出端，施密特比较器U2的反相输入端接在电阻R11、R12之间，电阻R11、R12、R13串联一起后的一端接电源正极，另一端接地，施密特比较器U2的输出端就接在施密特比较器U3的同相输入端、施密特比较器U4的反相输入端之间，施密特比较器U3的反相输入端接在电阻R11、12之间，施密特比较器U4的同相输入端接在电阻R12、R13之间，施密特比较器U3、U4的输出端分别接二极管D2、D3，二极管D2、D3又连接组成信号输出端，信号输出端与单片机控制模块3连接。

实施例5：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述单片机处理模块5包括IDT7205芯片，单片机MC9S12DG128，与非门电路，电阻R14、R15、R16、R17，电容C7、C8、C9、C10，按键K1，晶振Y0，有源晶振电路芯片OSC；其中摄像头6的管脚分别与IDT7205芯片的管脚、与非门电路输入端连接，与非门电路输出端连接到IDT7205芯片，IDT7205芯片的1管脚与单片机MC9S12DG128的管脚相连，单片机MC9S12DG128的管脚接电阻R14一端，电阻R14另一端接有源晶振电路芯片OSC的OUT管脚，电阻R15的一端接单片机MC9S12DG128的管脚且两者之间接按键K1、电容C7的一端，电阻R15的另一端接5V电压，按键K1的另一端接电阻R16一端，电容C7和电阻R16另一端共同接地，电阻R17与电容C9串联再与电容C8并联后再接在单片机MC9S12DG128的管脚，晶振Y0、电容C10并联后接MC9S12DG128的管脚；将单片机MC9S12DG128的串行输出口与单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输入口引脚连接，单片机控制模块3的芯片AT89C52的串行输出口引脚与单片机MC9S12DG128的串行输入口引脚连接。

实施例6：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R18、R19、R20、R21，电容C11、C12、C13，晶振Y1，三极管Q0、Q1，按键K2，灯1、灯2；所述存储扩展7包括地址锁存器芯片74LS373和内存扩展6264芯片，所述报警电路8包括电阻R20、R21，三极管Q1和报警器；所述继电器开关电路9需要经过由一个三极管Q0和电阻R19的电路信号放大后连接芯片AT89C52上，电容C11、C12一端接地，电容C11另一端接晶振Y1的一端、芯片AT89C52，电容C12另一端接晶振Y1的另一端、芯片AT89C52，电容C13一端、按键K2一端、电阻R18一端接芯片AT89C52，电容C13另一端接按键K2另一端，电阻R18另一端接地，地址锁存器芯片74LS373分别连接芯片AT89C52、内存扩展6264芯片，内存扩展6264芯片还连接芯片AT89C52，电阻R20一端接芯片AT89C52，电阻R20另一端与三极管Q1基极连接，电阻R21与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极接报警器一端，报警器另一端接地，灯1和灯2的一端分别接芯片AT89C52，灯1和灯2的另一端接地。

实施例7：如图1-5所示，一种基于嵌入式的实时黑屏控制装置，包括被动人体红外传感器1、信号放大电路2、单片机控制模块3、电源4、单片机处理模块5、摄像头6、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9；

所述信号放大电路2与被动人体红外传感器1、单片机控制模块3连接，单片机控制模块3又分别与单片机处理模块5、存储扩展7、报警电路8、继电器开关电路9连接，单片机处理模块5又与摄像头6、电源4连接，继电器开关电路9与电脑显示器电源线连接。

上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。