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智能化住宅小區(qū)安全服務(wù)系統(tǒng)
摘要：簡(jiǎn)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(hào)，當(dāng)信號(hào)達(dá)到報(bào)警門(mén)限的時(shí)候，啟動(dòng)報(bào)警裝置，將報(bào)警信息通過(guò)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(mén)）。后者，將收到的報(bào)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)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(duì)警情予以處理。
傳感器部分包括煤氣泄漏檢測(cè)模塊、門(mén)磁開(kāi)關(guān)模塊、紅外人體移動(dòng)探測(cè)模塊、溫度/煙霧傳感模塊以及玻璃破碎振動(dòng)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(guò)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(dòng)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(hào)碼和警種等）。監(jiān)視終端收到振鈴信號(hào)后，控制DTMF發(fā)送、接收芯片模擬摘機(jī)動(dòng)作，接收警情信息，啟動(dòng)聲光報(bào)警，根據(jù)其中的本機(jī)號(hào)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(chǔ)器中以備日后查詢(xún)，同時(shí)將這些信息在液晶顯示器上顯示出來(lái)。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(duì)策，處理時(shí)間也被同時(shí)記錄在系統(tǒng)的存儲(chǔ)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(chǔ)器保存報(bào)警信息，以便日后查詢(xún)。另外，小區(qū)住戶的電話號(hào)碼和住戶地址對(duì)應(yīng)表也存在其中，用于將收到的報(bào)警信息中的電話號(hào)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(chǔ)器通過(guò)優(yōu)化接口特性使得其讀寫(xiě)速度非�？臁⒐暮艿�。此外，該芯片還采用了硬件和軟件保護(hù)的方法對(duì)片內(nèi)存儲(chǔ)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(huì)禁止往片內(nèi)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，在該器件上電時(shí)會(huì)自動(dòng)處于軟件保護(hù)狀態(tài)。在處于軟件寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)時(shí)，須要對(duì)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(duì)另外7個(gè)特定地址單元進(jìn)行讀操作后使器件處于寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)，這種設(shè)計(jì)保證了存儲(chǔ)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(dòng)判斷和電壓檢測(cè)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(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)的可靠性。但由于AT89C52沒(méi)有SPI接口，故在編程時(shí)要用軟件來(lái)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(dòng)器SED1353來(lái)驅(qū)動(dòng)SHARP和320×240點(diǎn)陣LM32019T型LCD。該驅(qū)動(dòng)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(duì)顯示緩存SRAM的片選、讀和寫(xiě)的信號(hào)接口。
為了避免發(fā)生報(bào)警前對(duì)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(guò)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(chǔ)，存儲(chǔ)內(nèi)容可通過(guò)RS232接口讀到計(jì)算機(jī)中以便查詢(xún)，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(chǔ)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(dòng)芯片）和閃速存儲(chǔ)器等的初始化。電話接口電路的振鈴信號(hào)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?qǐng)?bào)警信息并予以存儲(chǔ)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(duì)應(yīng)清除聲光報(bào)警（亦即管理人員對(duì)報(bào)警作出響應(yīng)）及申請(qǐng)和上位微機(jī)進(jìn)行通信（包括將存儲(chǔ)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(duì)應(yīng)表寫(xiě)入閃速存儲(chǔ)器中）的功能，主要軟件流程如圖5所示。
在閃速存儲(chǔ)器28SF040中存放的是收到的報(bào)警信息和預(yù)先定
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