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智能化住宅小區(qū)安全服務(wù)系統(tǒng)

作者: 時間:2004-12-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要:簡要介紹一種以公共電話網(wǎng)日傳輸媒介的自動安防報警系統(tǒng)。系統(tǒng)以微控制器核心,日小區(qū)內(nèi)住戶提供監(jiān)視和服務(wù),具有可靠性高、成本低、易普及等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞:智能小區(qū) 電話報警 DTMF收發(fā) 液晶顯示

隨著人們生活水平的不斷提高,家庭服務(wù)正在逐漸引起人們的重視。在中設(shè)置聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng),使小區(qū)管理中心能對住戶的警情進行及時處理,正是人們所期盼的。電話設(shè)備的大規(guī)模普及,使得利用公用電話網(wǎng)實現(xiàn)小區(qū)自動報警聯(lián)勤系統(tǒng)成為可能。

一、系統(tǒng)工作原理和硬件設(shè)計

系統(tǒng)以微控制器AT89C52為核心,由兩部分組成:一部分是設(shè)置在居民住宅中的報警前端;另一部分是設(shè)置在物業(yè)管理中心的監(jiān)視終端。前者,由安放在住宅中的各種傳感器收集相應(yīng)的模擬量信號,當(dāng)信號達到報警門限的時候,啟動報警裝置,將報警信息通過電話線路傳到的物業(yè)管理中心(或相應(yīng)的服務(wù)部門)。后者,將收到的報警信息進行存儲和顯示,同時以聲、光的形式通知管理人員采取相應(yīng)措施對警情予以處理。

傳感器部分包括煤氣泄漏檢測模塊、門磁開關(guān)模塊、紅外人體移動探測模塊、溫度/煙霧傳感模塊以及玻璃破碎振動模塊等。傳感器陣列的模塊化設(shè)計使用戶能模擬需要增減功能,增強了系統(tǒng)的適應(yīng)性。

考慮到家用報警系統(tǒng)通訊的數(shù)據(jù)量不大,可采用雙音多頻遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(DTMF)傳送報警數(shù)據(jù)。由傳感器陣列或手工輸入方式收集的報警信息,通過公用網(wǎng)遠(yuǎn)程連接物業(yè)管理中心的監(jiān)視終端,當(dāng)前端系統(tǒng)確認(rèn)需要報警和幫助時,自動撥通監(jiān)控終端。接通以后以DTMF方式發(fā)送報警信息(包括本機號碼和警種等)。監(jiān)視終端收到振鈴信號后,控制DTMF發(fā)送、接收芯片模擬摘機動作,接收警情信息,啟動聲光報警,根據(jù)其中的本機號碼信息得到報警地點,將當(dāng)前時間以及報警地點和警種等信息存入Flash存儲器中以備日后查詢,同時將這些信息在液晶顯示器上顯示出來。管理人員按下清除鍵清除聲光報警,并根據(jù)情況采取對策,處理時間也被同時記錄在系統(tǒng)的存儲器中。整個系統(tǒng)的工作流程和監(jiān)控終端的原理框圖如圖分別如圖1、圖2所示。

系統(tǒng)使用閃速存儲器保存報警信息,以便日后查詢。另外,小區(qū)住戶的電話號碼和住戶地址對應(yīng)表也存在其中,用于將收到的報警信息中的電話號碼信息轉(zhuǎn)換為住戶地址信息。系統(tǒng)選用28SF040型4MB SuperFlash EEPROM。該存儲器通過優(yōu)化接口特性使得其讀寫速度非??臁⒐暮艿?。此外,該芯片還采用了硬件和軟件保護的方法對片內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進行有效的保護。在硬件方面,將引腳OE拉低或?qū)⒁_CE或WE置高以及當(dāng)電源電壓降到2.5V以下時,都會禁止往片內(nèi)寫入數(shù)據(jù),在該器件上電時會自動處于軟件保護狀態(tài)。在處于軟件寫保護狀態(tài)時,須要對7個特定的地址單元進行讀操作才能解保護。同樣,對另外7個特定地址單元進行讀操作后使器件處于寫保護狀態(tài),這種設(shè)計保證了存儲數(shù)據(jù)的可靠性。

時間是報警信息中不可或缺的組成部分。本系統(tǒng)采用RICOH公司的RS5C348時鐘芯片提供時間信息。該芯片以SPI總線方式與CPU進行接口,有閏年自動判斷和電壓檢測功能,得到準(zhǔn)確的時間和日歷信息只須讀取幾個寄存器,簡化了電路設(shè)計,提高了設(shè)計的可靠性。但由于AT89C52沒有SPI接口,故在編程時要用軟件來模擬SPI接口時序。

收到報警信息后須要提示時間、地點、警鐘等信息,以便管理人員及時作出反應(yīng)和處理緊急事件。系統(tǒng)采用的是EPSON公司的圖形點陣式液晶顯示驅(qū)動器SED1353來驅(qū)動SHARP和320240點陣LM32019T型LCD。該驅(qū)動器可與Intel的51系列或Motorola的68系列MCU直接接口,支持10241024點陣LCD,具有分屏顯示功能,可將2個完全不同的點陣圖形顯示在上下2個半屏上。為優(yōu)化顯示速度和性能設(shè)置了SRAM接口作為顯示緩存,緩存容量可達128KB。SED1353與89C52的接口示意如圖3所示,其中MEMCS,MEMR和MEMW是針對顯示緩存SRAM的片選、讀和寫的信號接口。

為了避免發(fā)生報警前對電話設(shè)備和線中的破壞,系統(tǒng)采用聯(lián)勤方式,報警信息可通過其他住戶的電話線向監(jiān)控終端發(fā)送信息。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計

監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能是在聲光報警的同時將收到的報警信息進行顯示和存儲,存儲內(nèi)容可通過RS232接口讀到計算機中以便查詢,以及利用計算機校正系統(tǒng)的時鐘。主程序完成的功能為MCU的各個相關(guān)SFR的初始化、用戶定義的存儲單元的初始化,以及各主要外圍器件(如時鐘芯片、電話芯片、LCD驅(qū)動芯片)和閃速存儲器等的初始化。電話接口電路的振鈴信號接到單片機的外中斷口線上,中斷服務(wù)子程序的功能是接收報警信息并予以存儲和顯示,主要軟件流程如圖4所示。系統(tǒng)設(shè)置的2個按鍵分別對應(yīng)清除聲光報警(亦即管理人員對報警作出響應(yīng))及申請和上位微機進行通信(包括將存儲器內(nèi)容讀到微機中,利用微機校正系統(tǒng)的時鐘芯片的時間設(shè)置和將保存在微機中的地址電話對應(yīng)表寫入閃速存儲器中)的功能,主要軟件流程如圖5所示。

在閃速存儲器28SF040中存放的是收到的報警信息和預(yù)先定入的地址電話對應(yīng)表。報警信息包括報警時間(年、月、日、時、分、秒)、報警地點(棟、單元、樓層、房間)、警種和管理人員的處理時間(時、分、秒)。按BCD碼存放,每1項點1個字節(jié)(其中“年”取后2位數(shù)字),合起來作為邏輯上的1個目錄,共點14個字節(jié),考慮到編程方便,以每16個字節(jié)為1個記錄。另外,地址電話對應(yīng)表設(shè)為每8個字節(jié)為1個記錄,每個記錄中電話號碼和地址均以BCD碼存放,各占4個字節(jié)。如有16KB存放地址電話對應(yīng)表,共可記錄2048個住戶的地址電話信息和31743個警訊記錄,其中存儲的第1個記錄用來存放存儲器中最后1個警訊記錄的第1個字節(jié)所在的地址,以便于存入新記錄時的定位。

表1 控制寄存器

寄存器類型I/O地址數(shù) 據(jù)R/W特性
No.

名 稱

A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0
R1模式寄存器0001DISPREVPANELORGRAY4/8LCDERAMSW
R2每行字節(jié)數(shù)寄存器0010C/PW
R3水平同脈寬寄存器0011LPWW
R4總顯示行數(shù)寄存器(縱向分辨率)0100SLTLW
R50101SLTHW
R6屏1顯示開始地址寄存器0110SAD1LR/W
R70111SAD1HR/W
R8屏2顯示開始地址寄存器1000SAD2LR/W
R91001SAD2HR/W
R10屏1顯示行數(shù)寄存器1010SL1LW
R111011SL1HW
R13地址調(diào)節(jié)寄存器1101APAJDW
R14GS1灰度寄存器1110GS1W
R15GS2灰度寄存器1111GS2W

系統(tǒng)選用320240點陣的LCD,標(biāo)準(zhǔn)的漢字為1616點陣,字符為816點陣,即LCD上可顯示15行20列的漢字。液晶顯示控制和驅(qū)動器內(nèi)置14個控制寄存器,控制顯示器的工作狀態(tài),如表1所列。當(dāng)IOCS為低電平時,其地址由AB0~AB3來控制。其中R1為模式寄存器,各位的功能如下。

(1)DISP:DISP=0,關(guān)顯示;DISP=1,開顯示。

(2)REV:REV=0,正顯;REV=1,反顯。

(3)PANEL:PANEL=0,驅(qū)動單LCD屏;PANEL=1,驅(qū)動雙LCD屏。

(4)OR:OR=0,顯示分成上下兩屏,連接顯示;OR=1,顯示分成前后兩層,疊加顯示。

(5)GRAY:GRAY=0,黑白顯示;GRAY=1,灰度顯示。

(6)4/8選擇驅(qū)動LCD時的數(shù)據(jù)寬度。

4/8=0,4位數(shù)據(jù)傳輸;4/8=1,8位數(shù)據(jù)傳輸。與數(shù)據(jù)總線無關(guān),建議設(shè)置寬度,該選項設(shè)為0。

(7)LCDE:LCDE=0,LCD電源關(guān);LCD=1,LCD電源開。

(8)RAMS:顯示存儲器(VRAM)地址線配置。RAMS=0,地址8K8 SRAM'S;RAMS=1,地址32K8 SRAM'S。建議設(shè)置為1。

例如,設(shè)置液晶屏為單模塊、分屏、黑白模式,屏1定義為上半部,屏2定義為下半部,且屏幕分辨率為320240。顯示存儲器與單片機內(nèi)存統(tǒng)一編址,顯示存儲器由單片機直接尋址操作。屏幕初始化時,各寄存器的設(shè)置參數(shù)如下:

R1=83H,R2=27H,R3=7EH,R4=EFH,R5=0,R6=R7=0,R8=C0H,R9=12,R10=77H,R11=0,R13=R14=R15=0。

對于實際情況中的字符顯示,通常可在坐標(biāo)紙上畫出字符的形狀。根據(jù)它占用的每個字節(jié)的內(nèi)容制作一個數(shù)值表(稱點陣數(shù)據(jù)),將這個表放在ROM中,顯示字符時,調(diào)用程序?qū)⑦@個表寫入VRAM的相應(yīng)位置中實現(xiàn)顯示。ROM中的這個數(shù)值表稱為字模。若字符很少,這樣制作尚可。如果要顯示全部ASCII碼或者顯示漢字,就要設(shè)法套用現(xiàn)成的字模。ASCII字符可選用UCDOS的ASC16文件做字模庫,漢字字符可以選用UCDOS的HZK16文件做字模庫。此外,還有一些基于UCDOS或Windows的字模提取軟件,輸入字符或漢字后就會得到相應(yīng)的字模,這對于要顯示的數(shù)目不大的字符或漢字是很方便的。本系統(tǒng)由于只在警種部分涉及一些漢字,再有就是一些數(shù)字,故采用的就是這種簡單的提取字模的方法。

結(jié)束語

本文所述系統(tǒng)已通過全面試驗并投入運行,住宅小區(qū)安防報警系統(tǒng)的不斷改進必將對智能樓宇體系的建設(shè)與發(fā)展和人民生活水平的不斷提高積極的影響。



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