一種居民住宅綜合報(bào)警系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
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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(shè)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(bào)警裝置五花八門、品種繁多，但大多不是因價(jià)格昂貴（數(shù)千元）而無法承受，就是因?yàn)橘|(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(bào)警裝置卻幾乎沒有。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/2849.htm鑒于此，我們在深入研究目前國內(nèi)外各類報(bào)警裝置的基礎(chǔ)上，針對我國城鄉(xiāng)居民住宅區(qū)的實(shí)際情況，本著高能低價(jià)的設(shè)計(jì)思想，將相對簡單廉價(jià)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(fù)雜、價(jià)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(jìn)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(jié)構(gòu)的居民住宅安全綜合報(bào)警系統(tǒng)。
本安全報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jìn)行監(jiān)測與控制。并對從各個傳感器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，通過家中的電話線路與中央控制器建立聯(lián)系，將相關(guān)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(biāo)志的控制命令，前端控制器在執(zhí)行該類控制命令時(shí)會進(jìn)行密碼校驗(yàn)，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(shí)控制、管理多個前端控制器，因此它的費(fèi)用也由多個用戶共同分擔(dān)。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(bào)警信息，立即通過顯示器喇叭等設(shè)備告知值班人員，以便及時(shí)做出相應(yīng)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(biāo)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(luò)瀏覽器對中央控制器進(jìn)行自己權(quán)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(jī)、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(jié)構(gòu)，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(shí)際需要及經(jīng)濟(jì)實(shí)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)。
自動工作狀態(tài)
工作時(shí)，單片機(jī)定期循環(huán)檢測各個傳感器，對于每一個傳感器，在單片機(jī)的內(nèi)存中均設(shè)有一個與之對應(yīng)的狀態(tài)位，當(dāng)檢測到某一傳感器有報(bào)警輸出時(shí)，對應(yīng)的狀態(tài)位被置‘1’。根據(jù)每一循環(huán)的檢測結(jié)果，單片機(jī)均作一綜合的分析與判斷，一旦確信有險(xiǎn)情發(fā)生，單片機(jī)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(bào)警信息(險(xiǎn)情發(fā)生地、險(xiǎn)情類型)以DTMF方式傳給中央控制器。隨后開啟麥克風(fēng)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(jìn)程音檢測與判斷功能，單片機(jī)在準(zhǔn)備撥號前若沒有檢測到撥號音，則認(rèn)為電話線路有故障或遭人為破壞，單片機(jī)可立即開啟現(xiàn)場聲響報(bào)警電路，發(fā)出報(bào)警聲；若單片機(jī)在撥號后檢測到忙音，則等5秒后重?fù)?，直到撥通?/font>
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(jìn)行檢測，以確認(rèn)每個前端控制器是否處于正常工作狀態(tài)，有利于及時(shí)排除隱患。
b、開啟與關(guān)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(guān)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(hù)，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(jī)、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(bào)警信息
從前端控制器通過電話網(wǎng)以DTMF方式傳來的報(bào)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(jī)，再由單片機(jī)將該數(shù)字信號中所包含的險(xiǎn)情發(fā)生地、險(xiǎn)情類型等信息送至數(shù)碼顯示器顯示出來，隨后單片機(jī)啟動語音合成芯片ISD1420，通過聲響電路發(fā)出合成的報(bào)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(jìn)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(rèn)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(guān)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(jìn)行操作外，也可對中央控制器實(shí)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(jī)，在中央控制器的語音提示下，通過電話機(jī)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(shí)現(xiàn)與Internet互聯(lián)。EMIT主要由設(shè)備服務(wù)軟件emMicro、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議emNet及網(wǎng)關(guān)軟件emGateway等幾部分組成。emMicro駐留在單片機(jī)內(nèi)，監(jiān)測中央控制器中預(yù)先定義的各種狀態(tài)變量，并將結(jié)果經(jīng)MAX232傳輸?shù)?/font>emGateway中；同時(shí)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(jìn)行修改或控制。emMicro與emGateway之間的信息交換遵循emNet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。emGateway安裝在PC機(jī)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(luò)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。
（5)中央控制器互聯(lián)
由于本報(bào)警系統(tǒng)采用分層次互連拓樸結(jié)構(gòu)，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性與可擴(kuò)展性，多個中央控制器之間可以十分方便地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，組成更大規(guī)模的安全報(bào)警網(wǎng)絡(luò)。
由于在本報(bào)警系統(tǒng)的研制過程中充分利用了廉價(jià)單片機(jī)的軟硬件資源,在滿足實(shí)時(shí)性的前提下最大限度地用軟件來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的硬件電路功能，大大減少了電子元器件的使用數(shù)量，從而使得整個硬件電路顯得十分簡潔緊湊。這樣不但提高了整個硬件電路的可靠性，也有效地降低了硬件成本。
另外在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，由于采用分層次互連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及系統(tǒng)運(yùn)行過程中的定時(shí)自檢與互檢的控制方式，十分有利于整個系統(tǒng)的維護(hù)和管理，確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行；而且由于前端控制器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，中央控制器的費(fèi)用又由多個用戶共同分?jǐn)?，因此也大大降低了每個用戶實(shí)際所需支付的費(fèi)用（每個用戶的總費(fèi)用只需數(shù)百元）?！?/font>
參考文獻(xiàn)
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