【正文】 度和精度，同時在檢測到金屬雜質(zhì)時報警提醒工作人員。此時，電路分成 兩個對稱的測量電路，分別經(jīng)濾波電路后對所得的新的信號量進行處理。 ，采用 MOTOROLA公司的 MC 1996模擬乘法器。它 由 電渦流傳感器、 正 弦波振蕩器、濾波 電路、檢波電路、信號處理電路、 LCD顯示電路、電源電路組成 ： 正弦波振蕩器信 號處 理信 號處 理動作電路濾波濾波調(diào)制解調(diào)電路傳感器圖 2 4 金 屬 探 測 器 系 統(tǒng) 組 成 框 圖 ，它們分別構(gòu)成兩個 LC正弦波振蕩電路的電感部分，在電路中以平衡差動方式工作，用來檢側(cè)當(dāng)金屬物出現(xiàn)時線圈電感參數(shù)的變化。 振 蕩 電 路檢 波 電 路傳 感 器 部 分接 收 線 圈功 率 放 大 電 路濾 波 電 路平 衡 調(diào) 節(jié) 電 路發(fā) 射線 圈濾 波 、 放 大 電 路顯 示報 警圖 2 3 平 衡 式 檢 測 電 路 框 圖 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 飛機場安檢系統(tǒng) 8 通過以上的分析可知，平衡式檢測電路工作特性更穩(wěn)定， 并 能有效的去除外界帶來的電磁干擾或由于震動、沖撞引起的磁場變化帶來的干擾 。當(dāng) 傳感器的接收信號山于外界干擾產(chǎn)生較大變化時，檢波信號必然要受到影響。平衡式探測器的另一個特點在于它的傳感器部分比其他形式的傳感器多采用了一個平衡補償線圈。根據(jù)電磁場理論，發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變 磁場在兩個差動連接的接收線圈中分別產(chǎn)生一個同頻、反相、等幅的感應(yīng)電動勢，兩者相消即形成接收平衡。 (3) 平衡式檢測電路 圖 23所示為 本次設(shè)計 中我們所采用的檢測電路。當(dāng)金屬物體經(jīng)過線圈時，振蕩器的振幅降低后又恢復(fù)，檢波后的直流電壓產(chǎn)生一個降低的波動，經(jīng)微分電路微分后，將有脈沖信號輸出。由 于 在冶金礦山中應(yīng)用較多，所以要求此振蕩器對磁性礦石的影 響有一定的抑制作用， 對于 弱磁性的錳鋼件具有一定的探測靈敏度。其檢測電路框圖如圖 22所示。再通過濾波器選取需要的差頻信號(后者 )送入放大器，經(jīng)放大后輸出，推動燈光顯示或者報警。當(dāng) 被 探測物體是鐵磁性材料時， 由 于導(dǎo)磁率高，使探測線圈的總電感量增加，變成 1LL??當(dāng)被檢測物體是非磁性材 料的金屬，由于金屬物體的渦流損耗，使探測線圈的電感量減少，變成 2LL?? ,通常 12LL? ?? ，它們的大小取決于 被探測物體的性質(zhì)和形狀 。 (1) 差拍式檢測電路 探 測 線 圈探 測 振 蕩 器 f 2探 測 振 蕩 器 f 1混 頻 器 濾 波 器放 大 器輸 出圖 2 1 差 拍 式 檢 測 框 圖 檢測電路如 圖 21所示，其中它包括了兩個振蕩器頻率，經(jīng)過混頻器對廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 飛機場安檢系統(tǒng) 6 頻率進行處理后，得到 12()ff? 和 21()ff? ，再經(jīng)過高頻濾 波器濾波得到需要的差頻信號，經(jīng)放大器放大直接送給輸出電路。 基本檢測電路 及其原理 目前，國內(nèi)感應(yīng)式金屬探測器根據(jù)基木原理和檢測線路的不同，大致可分為差拍式、自激感應(yīng)式。 正是基于這樣的理論， 可以 尋找一種適合的傳感器來感應(yīng)線圈的磁場變化，并把磁場信號的變化轉(zhuǎn)變成電信號的變化，從而實現(xiàn)單片機的控制。 通過以上分析可知，當(dāng)有金屬物靠近通電線圈平面附近時，無論是介質(zhì)磁導(dǎo)率的變化，還是金屬的渦流效應(yīng)均能引起磁感應(yīng)強度 B的變化。據(jù)此，將廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 飛機場安檢系統(tǒng) 5 一交流正弦信號接入繞在骨架 上的空心線圈上，流屬靠近線圈時，金屬產(chǎn)生的渦流磁場的去磁作用會削弱線圈磁場的變化。 (2)渦流效應(yīng) ： 根據(jù)電磁理論，我們知道，當(dāng)金屬物體被置于變化的磁場中時，金屬導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生自行閉合的感應(yīng)電流，這就是金屬的渦流效應(yīng)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng) 有金屬物靠近通電線圈平面附近時，將發(fā)生如下現(xiàn)象和效應(yīng) ： (1)線圈介質(zhì)條件的變化 ： 當(dāng)金屬物接近通電線圈時，將使通電線圈周圍的磁場發(fā)生變化，對于半徑為 R的單匝圓形電感線圈，當(dāng)其中人通過交變電流 cosmI I t?? 時，線圈周圍空間產(chǎn)生交變磁場，根據(jù)畢奧 — 薩伐爾定律可計算出線圈中心軸線上一點的磁感應(yīng)強度 B為 : 22230s in 42Rx I R I RB d B d B d lr r r? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?22 03 / 2 3 / 22 2 2 2 c os22 rmRIIR tx R x R??? ????? （ 21） 其中， 0 r? ??? ， ? 為介質(zhì)的磁導(dǎo)率 ， r? 為相對磁導(dǎo)率， 0? 為真空磁導(dǎo)率 。當(dāng)前金屬檢測機控制系統(tǒng)除實現(xiàn)基本的監(jiān)控功能外，對工作人員的操控方式、工作參數(shù)的調(diào)整與設(shè)置、故障與工況的記錄與查詢、檢測精度的設(shè)定、檢測結(jié)果的定位、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等功能也有了更多的需求 。其基本的工作原理與過程可簡要描述如下 ：被檢測物品 在傳送帶的輸送下以一定的速度通過檢測區(qū)域 (各檢測通道 )， 當(dāng)被測物不含有金屬時正常通過，當(dāng)電磁感應(yīng)探頭探測到金屬 (通常為斷針等 )存在時，檢測機即通過一定的方式 (聲光報警、停機等 )提示工作人員。 金屬檢測機作為一種廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)、紡織服裝業(yè)、木材加工業(yè)、機場或其它安檢場所的機電設(shè)備，其性能指標主要體現(xiàn)在檢測精度和操控性兩個方面，其中操控性決定于檢測機的控制系統(tǒng)實現(xiàn) 。 金屬檢測機的具體產(chǎn)品類型包括檢針機、安檢門、各型金屬檢測機等，雖然名稱各異，但均基于電磁感應(yīng)原理工作，我們可以將其統(tǒng)稱為金屬檢測機。隨后于 1970年，隨著社會的不斷發(fā)展，金屬探測器被引入一個新的應(yīng)用領(lǐng)域 — 安全檢查，其廣泛運用于民航、公安、緝私和邊防等領(lǐng)域，也就是今天我們所使用的金屬探測器的雛形，它的出現(xiàn)意味著人類對安全的認知已步入了一個新的時代 。 身份識別 設(shè)計一個身份識別裝置，采用指紋識別和密碼識別相結(jié)合的方式，將指廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 飛機場安檢系統(tǒng) 2 紋信息和個人 ID（身份證號碼）存入射頻式 IC 卡中，對旅客進行檢測時先采集到旅客的指紋信息，然后通過讀卡器讀出旅客卡中的指紋信息，將兩者進行比 對， 相同則通過，不同則報警。整個系統(tǒng)由兩部分組成，一部分完成金屬物品的檢測，另一部分實現(xiàn)對旅客身份的識別和認證。 遍歷 911事件之后的國內(nèi)外各大機場 ， 包括美國肯尼迪機場 、 英國希思羅機場 、 德國法蘭克福機場 、 新加坡機場等國外大型機場 ， 我國廣州白云機場 、 北京首都機場等都已建成初具規(guī)模的機場安全檢查系統(tǒng) 。 機場作為民航旅客出入的唯一門戶 ， 近年來對其安全保障亦隨之愈加重視 。 在這種大環(huán)境下 ， 如何加強對民航旅客安全檢查和監(jiān)控的重要性日益突出 。目 錄 第一章 前言 ................................................ 1 背景 ............................................... 1 設(shè)計內(nèi)容 ........................................... 1 金屬檢測部分 .................................. 1 身份識別 ...................................... 1 第二章 金屬檢測 ............................................ 3 金屬檢測機概述 ..................................... 3 金屬探測器工作原理 ................................. 4 傳感器原理 .................................... 4 基 本檢測電路及其原理 .......................... 5 金屬探測器的系統(tǒng)構(gòu)成 ............................... 8 第三章 旅客身份認證 ....................................... 11 身份識別技術(shù)概述 .................................. 11 非接觸式 IC卡技術(shù) ................................. 12 IC 卡技術(shù)簡介 ................................ 12 Mifare 1 S70 卡 .............................. 16 一體化指紋 IC 卡設(shè)備的設(shè)計方法 ..................... 19 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ....................................... 23 LPC2210ARM 微處理器 ................................ 24 LPC2210ARM 微處理器簡介 ...................... 24 LPC2210ARM 微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)概述 .............. 25 系統(tǒng)電源 .......................................... 26 系統(tǒng)復(fù)位 .......................................... 29 天線電路設(shè)計 ...................................... 30 FLASH 模塊 ......................................... 32 串行通信模塊 ...................................... 33 調(diào)試端口（ JTAG）模塊 .............................. 36 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................... 37 金屬探測模塊軟件設(shè)計 .............................. 37 指紋識別模塊軟件設(shè)計 .............................. 38 非接觸式 IC卡讀卡器主程序設(shè)計 ..................... 40 指紋識別模塊接口程序設(shè)計 .......................... 44 LCD 接口程序設(shè)計 ................................... 47 第六章 結(jié)束語 ............................................. 51 參考資料 ................................................... 52 致謝 ....................................................... 53 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 飛機場安檢系統(tǒng) 1 第一章 前言 背景 最近幾年國內(nèi)外民航的安全管理水平上了一個很大的臺階 。 但隨著美國911 恐怖事件的發(fā)生 ， 國際恐怖活動日益活躍 ， 尤其對國內(nèi)外民航的安全保障機制形成了新的挑戰(zhàn) 。 為此國內(nèi)外民 航企業(yè)紛紛采取各種措施 以 更好地應(yīng)接挑戰(zhàn) 。 除加強各種管理手段之外更陸續(xù)開始 加強 機場安全檢查系統(tǒng) ， 將旅客在地面登上飛行器之前的所有安全相關(guān)信息采集整理存儲起來 ， 以便在事中及時發(fā)現(xiàn)制止各類安全隱患 。 設(shè)計內(nèi)容 本 設(shè)計 擬實現(xiàn)一個簡易的飛機場安檢系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn) 飛機場安檢系統(tǒng)的主要功能，對旅客行李中是否帶有金屬物品進行檢測及對旅客身份的認證 。 金屬檢測部分 設(shè)計一個簡易的金屬檢測機，采用單片機控制，能夠 對行李中的金屬物品進行檢測和報警。 廣西大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計