一種居民住宅綜合報警系統(tǒng)體系結構

隨著城鄉(xiāng)居民生活水平的提高和住房條件的改善,人們對住宅安全防范設施的需求也變得越來越迫切。雖然目前國內(nèi)外生產(chǎn)的用于住宅安全防范的報警裝置五花八門、品種繁多，但大多不是因價格昂貴（數(shù)千元）而無法承受，就是因為質(zhì)量欠佳而不敢使用，真正符合我國國情、適合我國城鄉(xiāng)居民需求的安全報警裝置卻幾乎沒有。

鑒于此，我們在深入研究目前國內(nèi)外各類報警裝置的基礎上，針對我國城鄉(xiāng)居民住宅區(qū)的實際情況，本著高能低價的設計思想，將相對簡單廉價的傳感信號的檢測部分(前端控制器)與整個系統(tǒng)中相對復雜、價格較高的控制管理部分（中央控制器)分開，兩者之間利用方便可靠的電話線路進行通信，由一個中央控制器控制管理多個前端控制器,研制完成了一種采用分層次分布式互連拓樸結構的居民住宅安全綜合報警系統(tǒng)。

本安全報警系統(tǒng)的結構如圖1所示，它由前端控制器、中央控制器與通信線路三部分組成。

前端控制器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個不同部位的不同類型傳感器(如紅外、有害氣體及震動等)進行監(jiān)測與控制。并對從各個傳感器采集來的數(shù)據(jù)進行處理。當出現(xiàn)異常情況時，通過家中的電話線路與中央控制器建立聯(lián)系，將相關信息傳送至中央控制器中。前端控制器還能接收并執(zhí)行通過電話線路傳來的各種帶密碼標志的控制命令，前端控制器在執(zhí)行該類控制命令時會進行密碼校驗，只有擁有正確密碼的控制命令才會繼續(xù)執(zhí)行。

中央控制器安裝于居民樓或小區(qū)的值班室內(nèi)，它可同時控制、管理多個前端控制器，因此它的費用也由多個用戶共同分擔。中央控制器主要用于接收處理從前端控制器傳來的數(shù)據(jù)信息，一旦收到報警信息，立即通過顯示器喇叭等設備告知值班人員，以便及時做出相應的處理。除了和前端控制器一樣能接收并執(zhí)行通過電話線路傳來的各種帶密碼標志的控制命令外，中央控制器還擁有Internet接口，可較方便地接入Internet。因此用戶可利用任意一臺可上網(wǎng)的電腦在任何地方通過Internet用普通的網(wǎng)絡瀏覽器對中央控制器進行自己權限范圍內(nèi)的異地訪問與控制。

前端控制器主要由傳感器組、AT89C2051單片機、DTMF收發(fā)芯片MT8888、電話接口以及聲響電路等五部分組成。如圖2所示，它具有非常簡單的電路結構，且傳感器組中傳感器的類型與數(shù)量也可根據(jù)用戶的實際需要及經(jīng)濟實力自由組合。前端控制器有自動工作與受控工作兩種工作狀態(tài)。

工作時，單片機定期循環(huán)檢測各個傳感器，對于每一個傳感器，在單片機的內(nèi)存中均設有一個與之對應的狀態(tài)位，當檢測到某一傳感器有報警輸出時，對應的狀態(tài)位被置‘1’。根據(jù)每一循環(huán)的檢測結果，單片機均作一綜合的分析與判斷，一旦確信有險情發(fā)生，單片機即根據(jù)事先存儲的電話號碼，通過DTMF收發(fā)芯片MT8888經(jīng)電話接口撥通中央控制器，將報警信息(險情發(fā)生地、險情類型)以DTMF方式傳給中央控制器。隨后開啟麥克風將現(xiàn)場聲響經(jīng)電話接口傳至中央控制器端，供值班人員監(jiān)聽。由于具有電話進程音檢測與判斷功能，單片機在準備撥號前若沒有檢測到撥號音，則認為電話線路有故障或遭人為破壞，單片機可立即開啟現(xiàn)場聲響報警電路，發(fā)出報警聲；若單片機在撥號后檢測到忙音，則等5秒后重撥，直到撥通。

受控工作狀態(tài)

前端控制器可以接收并執(zhí)行通過電話線路傳來的控制命令，這些控制命令包括：

a、檢測命令。通過它，中央控制器可以定期對各個前端控制器工作狀態(tài)進行檢測，以確認每個前端控制器是否處于正常工作狀態(tài)，有利于及時排除隱患。

b、開啟與關閉命令。通過它，中央控制器與住戶可以根據(jù)情況開啟或關閉某個前端控制器或某一個前端控制器中的某幾路傳感器輸入。

受控工作狀態(tài)受密碼保護，只有輸入正確的密碼后，才能執(zhí)行上述命令。

如圖3所示，中央控制器主要由AT89C52單片機、DTMF收發(fā)芯片MT8888、語音芯片ISD1420、串行接口芯片MAX232、電話接口以及聲響電路等7部分組成。

（1)接收來自前端控制器的報警信息

從前端控制器通過電話網(wǎng)以DTMF方式傳來的報警信息經(jīng)電話接口送至MT8888芯片，由它解碼成數(shù)字信號后輸入至AT89C52單片機，再由單片機將該數(shù)字信號中所包含的險情發(fā)生地、險情類型等信息送至數(shù)碼顯示器顯示出來，隨后單片機啟動語音合成芯片ISD1420，通過聲響電路發(fā)出合成的報警語音，通知值班人員。

（2）對前端控制器的監(jiān)測與控制

中央控制器可以對多個前端控制器進行監(jiān)測與控制：它可在值班人員的操作下定期循環(huán)檢測每個前端控制器，以確認每個受其控制的前端控制器是否處于正常工作狀態(tài)；也可在值班人員的操作下開啟或關閉某個前端控制器或某一個前端控制器的某幾路傳感器輸入。

（3)接受異地電話控制

值班人員除了在值班室里通過鍵盤對中央控制器進行操作外，也可對中央控制器實施異地遙控。只要輸入正確的密碼，即可通過任意一部音頻電話機，在中央控制器的語音提示下，通過電話機的鍵盤完成對中央控制器的異地操作與控制。

（4)接入Internet

中央控制器利用emWare的EMIT(Embedded Micro Internetworking Technology）實現(xiàn)與Internet互聯(lián)。EMIT主要由設備服務軟件emMicro、網(wǎng)絡協(xié)議emNet及網(wǎng)關軟件emGateway等幾部分組成。emMicro駐留在單片機內(nèi)，監(jiān)測中央控制器中預先定義的各種狀態(tài)變量，并將結果經(jīng)MAX232傳輸?shù)?/font>emGateway中；同時emMicro還可以解釋emGateway的命令，對中央控制器中的各種狀態(tài)變量進行修改或控制。emMicro與emGateway之間的信息交換遵循emNet網(wǎng)絡協(xié)議。emGateway安裝在PC機中，它是中央控制器與Internet之間的通信橋梁，除了與emMicro之間的信息交換外，它還與Internet網(wǎng)絡瀏覽器建立連接。這樣，用戶便可借助任意一臺可上網(wǎng)的電腦，在世界的任何地方，通過鏈接的控制網(wǎng)頁完成對中央控制器的訪問或控制。