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智能化住宅小區(qū)安全服務(wù)系統(tǒng)
摘要：簡要介紹一種以公共電話網(wǎng)日傳輸媒介的住宅小區(qū)自動安防報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)以微控制器核心，日小區(qū)內(nèi)住戶提供安全監(jiān)視和服務(wù)，具有可靠性高、成本低、易普及等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們生活水平的不斷提高，家庭安全服務(wù)正在逐漸引起人們的重視。在住宅小區(qū)中設(shè)置聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，使小區(qū)管理中心能對住戶的警情進(jìn)行及時(shí)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(shí)現(xiàn)小區(qū)自動報(bào)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(jì)
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(bào)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(dá)到報(bào)警門限的時(shí)候，啟動報(bào)警裝置，將報(bào)警信息通過電話線路傳到住宅小區(qū)的物業(yè)管理中心（或相應(yīng)的安全服務(wù)部門）。后者，將收到的報(bào)警信息進(jìn)行存儲和顯示，同時(shí)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(jì)使用戶能模擬需要增減功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性。
考慮到家用報(bào)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(bào)警數(shù)據(jù)。由傳感器陣列或手工輸入方式收集的報(bào)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(bào)警和幫助時(shí)，自動撥通監(jiān)控終端。接通以后以DTMF方式發(fā)送報(bào)警信息（包括本機(jī)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(jī)動作，接收警情信息，啟動聲光報(bào)警，根據(jù)其中的本機(jī)號碼信息得到報(bào)警地點(diǎn)，將當(dāng)前時(shí)間以及報(bào)警地點(diǎn)和警種等信息存入Flash存儲器中以備日后查詢，同時(shí)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(bào)警，并根據(jù)情況采取對策，處理時(shí)間也被同時(shí)記錄在系統(tǒng)的存儲器中。整個(gè)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(bào)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(bào)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�？�、功耗很低。此外，該芯片還采用了硬件和軟件保護(hù)的方法對片內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的保護(hù)。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(shí)，都會禁止往片內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，在該器件上電時(shí)會自動處于軟件保護(hù)狀態(tài)。在處于軟件寫保護(hù)狀態(tài)時(shí)，須要對7個(gè)特定的地址單元進(jìn)行讀操作才能解保護(hù)。同樣，對另外7個(gè)特定地址單元進(jìn)行讀操作后使器件處于寫保護(hù)狀態(tài)，這種設(shè)計(jì)保證了存儲數(shù)據(jù)的可靠性。
時(shí)間是報(bào)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(shí)鐘芯片提供時(shí)間信息。該芯片以SPI總線方式與CPU進(jìn)行接口，有閏年自動判斷和電壓檢測功能，得到準(zhǔn)確的時(shí)間和日歷信息只須讀取幾個(gè)寄存器，簡化了電路設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)的可靠性。但由于AT89C52沒有SPI接口，故在編程時(shí)要用軟件來模擬SPI接口時(shí)序。
收到報(bào)警信息后須要提示時(shí)間、地點(diǎn)、警鐘等信息，以便管理人員及時(shí)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(diǎn)陣式液晶顯示驅(qū)動器SED1353來驅(qū)動SHARP和320×240點(diǎn)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1024×1024點(diǎn)陣LCD，具有分屏顯示功能，可將2個(gè)完全不同的點(diǎn)陣圖形顯示在上下2個(gè)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(dá)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(bào)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(bào)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(jì)
監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能是在聲光報(bào)警的同時(shí)將收到的報(bào)警信息進(jìn)行顯示和存儲，存儲內(nèi)容可通過RS232接口讀到計(jì)算機(jī)中以便查詢，以及利用計(jì)算機(jī)校正系統(tǒng)的時(shí)鐘。主程序完成的功能為MCU的各個(gè)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(shí)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(jī)的外中斷口線上，中斷服務(wù)子程序的功能是接收報(bào)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(gè)按鍵分別對應(yīng)清除聲光報(bào)警（亦即管理人員對報(bào)警作出響應(yīng)）及申請和上位微機(jī)進(jìn)行通信（包括將存儲器內(nèi)容讀到微機(jī)中，利用微機(jī)校正系統(tǒng)的時(shí)鐘芯片的時(shí)間設(shè)置和將保存在微機(jī)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(bào)警信息和預(yù)先定
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