论文总字数：23877字

摘 要

行李安检设备是一种利用X射线对行李进行无损检查的电子设备，有反恐、防暴的重要意义，一般应用于机场、火车站、汽车站等。乘客进站后将行李箱、行李包或者一些大件的编织袋等行李放到安检仪上，通过传送带传送，接受X光检查，一旦出现疑似危险物品的时候，负责安检的人员则会要求乘客将行李打开进行检查，一般乘客在十几秒内就可以完成安检。论文针对实验室中已有的行李安检机，设计行李安检设备中的控制电路，主要包括控制电路的需求分析与整体设计、硬件功能模块设计与实现、单片机测试软件的设计、计算机测试软件的设计、硬件测试的结果分析。

控制电路包括：皮带电机驱动电路、光障检测电路、指示报警电路、键盘通信电路、x射线源通信电路等。单片机软件实现与计算机通信和控制电路的工作。计算机软件包括串口通信模块、SD卡测试模块、实时时钟测试模块、EEPROM测试模块、皮带电机驱动测试模块，实现了串口测试、SD卡数据读写、实时时钟时间读取与校准、EEPROM读写、皮带电机驱动测试等功能。

硬件测试部分，根据计算机端测试软件显示界面的结果以及控制电路相关指示灯的工作状态，得出本课题实现了控制电路的长时间稳定可靠的工作，达到了课题目标。

关键词：行李安检设备，控制电路，硬件测试

THE DESIGN OF CONTROL CIRCUIT OF BAGGAGE SCREENING EQUIPMENT

Abstract

Baggage screening equipment is a kind of electronic equipment using X-ray to inspect baggage without causing any destruction. It plays an important role in the fields of anti-terrorism and is generally used in airports, railway stations, bus stations, etc. Passengers will put suitcase, duffel bag or large pieces of bags and other luggage into the security instrument, which are transmissed by the belt and checked by X-rays.Once suspected dangerous goods occur, personnel in charge of baggage screening will ask passengers to open the baggage for further inspection. Most of the baggage screening can be completed within ten seconds.The topic based on the baggage screening machine in the lab, aims at design of control circuits of baggage screening equipment, including the need analysis and the overall design, design and implementation of hardware module, design of examination of SCM’s software, design of examination of computer software, analysis of examination of the hardware.

The control circuit includes: a belt motor drive circuit, the light fault detection circuit, an alarm indicating circuit, keyboard communication circuit, x-ray source communication circuit. SCM software implements the communication with computer and circuit control. Computer software system includes serial communication module, SD card test module, real-time clock test module, EEPROM test module, belt motor drive test module, and it achieves an examination of the serial port, reading and writing of SD card data, reading and calibrating of real-time clock time, reading and writing of EEPROM and an examination of belt motor drive circuit.

In the part of examination of hardware, according to the test results on the display screen of computer examination software and working status of control circuitry associated indicator, it can be obtained that this topic achieves a stable and reliable long-time working state of control circuit and completes the expected design requirements.

KEY WORDS: Baggage screening equipment, Control circuits, Examination of hardware

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

1. 绪论 …………………………………………………………………………1

1.1 课题背景 ………………………………………………………………………1

1.2 安检产品现状 …………………………………………………………………1

1.3 目的和内容 …………………………………………………………………2

1. 控制电路的需求分析与整体设计 ………………………………………………3

2.1 行李安检设备的基本结构 ………………………………………………………3

2.1.1安检产品 …………………………………………………………………3

2.1.2安检系统整体结构框图 …………………………………………………3

2.2硬件需求分析 ……………………………………………………………………4

2.2.1 功能需求 ……………………………………………………………………5

2.2.2 性能需求 ……………………………………………………………………6

2.3 硬件系统规划 ……………………………………………………………………7

1. 硬件功能模块设计与实现 …………………………………………………………9

3.1 硬件功能模块的划分 ………………………………………………………………9

3.2 串口通讯模块 ………………………………………………………………………9

3.2.1键盘通讯模块 …………………………………………………………………9

3.2.2 X射线源通讯模块 …………………………………………………………10

3.3开关量输入模块 ……………………………………………………………………10

3.4电平转换模块 ………………………………………………………………………11

3.5皮带电机驱动模块 …………………………………………………………………13

3.6微控制器的选择 …………………………………………………………………13

3.7 PCB布板 …………………………………………………………………14

1. 硬件测试软件及结果分析 …………………………………………………16

4.1单片机与计算机的通信协议 ………………………………………………………16

4.1.1协议介绍 ………………………………………………………………16

4.1.2协议描述 ………………………………………………………………16

4.2单片机测试软件的设计 ………………………………………………………17

4.2.1软件功能的设计 ………………………………………………………17

4.2.2软件工作流程的设计 ………………………………………………………18

4.3计算机测试软件的设计 ………………………………………………………19

4.3.1 软件功能的设计 ………………………………………………………19

4.3.2 软件界面的设计 ………………………………………………………20

4.4硬件测试的结果分析 ……………………………………………………………21

4.4.1 SD卡测试结果 ……………………………………………………21

4.4.2 实时时钟测试结果 …………………………………………………………22

4.4.3 EEPROM测试结果 …………………………………………………………23

4.4.4 串口测试结果 ……………………………………………………………24

4.4.5 皮带电机驱动测试结果 ……………………………………………………27

1. 总结与展望 …………………………………………………………………………29

5.1论文总结 ……………………………………………………………………………29

5.2展望 …………………………………………………………………………………29

致谢 ……………………………………………………………………………………………30

参考文献（References） ………………………………………………………………………31

附录 …………………………………………………………………………………………32

附录A行李安检设备控制电路实物图 ………………………………………………………32

1. 绪 论

1.1课题背景

在世界和平与发展与改革开放大环境下，中国的经济进入一个高速发展的阶段，人民的物质生活不断丰富，人口流动性也大大提高，人们学习交流、外出工作、旅游观光的活动机会大大增加，国内的平均交通量屡创高峰，与此同时也带来了一些交通安全问题。

从2001年的911事件^[1]到2004年莫斯科地铁爆炸案^[2]，从2005年新疆奎屯的中巴车爆炸事件^[3]到2013年连霍高速货车爆炸桥面垮塌案^[4]交通运输环节中出现恐怖袭击和安全隐患的事情时有发生。近年来，随着社会的发展，许多因人们贫富悬殊过大而引起的不平等事件频频发生，不断造成社会动乱。而自冷战后，民族主义运动兴起以及美国的霸权主义，导致国际上发生了许多大型的恐怖袭击事件，对人类的生命以及财产安全都造成了巨大的损失。而许多这样的恶性事件，都是由于人为携带危险物品所导致的。如果我们能够将一切危险物品都隔绝在各个通道入口的话，相信能更大程度上避免一些危险事件的发生。2001年美国的9.11事件的发生，让“反恐”成为了全世界共同关注的话题，而如何将其落到实处，是一个刻不容缓的问题。因此，政府做好行人出入公共场所的安全检查工作，是一项笃定落实的责任。但是，由于本国人口众多的原因，对安检过程的效率造成了很大的压力，而目前，国内的安检工作又要求尽可能的不进行开包检测，更加不能对包内物品造成损害。此时，X射线安全检查设备能对上述问题作出很好的解决方案^[5]。

X射线安全检查设备是一种利用X射线的穿透能力实现对行李、货物进行快速不开箱检查的系统。还有除了X射线安检以外其他的检查方法，比如蒸汽微粒探测VD(Vapor Detection)、核磁共振技术NMR(Nuclear Magnetic Resonance)和热能中子分析技术TNA(Thermal Neutron Analysis)等。与其他安检技术方法相比X射线安全检查技术有如下几个优点：1．X射线技术广泛的应用在工业探伤、物质材料分析等各行业，其技术非常成熟。有一套很完备的关于探测器到射线源技术；2．同(核磁共振技术)等其他探测方法相比，X射线对人体和物品的伤害小，而且价格便宜^[6]。

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