智能化住宅小區安全服務(wù)系統

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

隨著(zhù)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。在住宅小區中設置聯(lián)網(wǎng)報警系統，使小區管理中心能對住戶(hù)的警情進(jìn)行及時(shí)處理，正是人們所期盼的。電話(huà)設備的大規模普及，使得利用公用電話(huà)網(wǎng)實(shí)現小區自動(dòng)報警聯(lián)勤系統成為可能。

一、系統工作原理和硬件設計

系統以微控制器AT89C52為核心，由兩部分組成：一部分是設置在居民住宅中的報警前端；另一部分是設置在物業(yè)管理中心的監視終端。前者，由安放在住宅中的各種傳感器收集相應的模擬量信號，當信號達到報警門(mén)限的時(shí)候，啟動(dòng)報警裝置，將報警信息通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路傳到住宅小區的物業(yè)管理中心（或相應的安全服務(wù)部門(mén)）。后者，將收到的報警信息進(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(mén)磁開(kāi)關(guān)模塊、紅外人體移動(dòng)探測模塊、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計使用戶(hù)能模擬需要增減功能，增強了系統的適應性。

考慮到家用報警系統通訊的數據量不大，可采用雙音多頻遠程數據傳輸技術(shù)（DTMF）傳送報警數據。由傳感器陣列或手工輸入方式收集的報警信息，通過(guò)公用網(wǎng)遠程連接物業(yè)管理中心的監視終端，當前端系統確認需要報警和幫助時(shí)，自動(dòng)撥通監控終端。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(dòng)作，接收警情信息，啟動(dòng)聲光報警，根據其中的本機號碼信息得到報警地點(diǎn)，將當前時(shí)間以及報警地點(diǎn)和警種等信息存入Flash存儲器中以備日后查詢(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警，并根據情況采取對策，處理時(shí)間也被同時(shí)記錄在系統的存儲器中。整個(gè)系統的工作流程和監控終端的原理框圖如圖分別如圖1、圖2所示。

系統使用閃速存儲器保存報警信息，以便日后查詢(xún)。另外，小區住戶(hù)的電話(huà)號碼和住戶(hù)地址對應表也存在其中，用于將收到的報警信息中的電話(huà)號碼信息轉換為住戶(hù)地址信息。系統選用28SF040型4MB SuperFlash EEPROM。該存儲器通過(guò)優(yōu)化接口特性使得其讀寫(xiě)速度非?？?、功耗很低。此外，該芯片還采用了硬件和軟件保護的方法對片內存儲的數據進(jìn)行有效的保護。在硬件方面，將引腳OE拉低或將引腳CE或WE置高以及當電源電壓降到2.5V以下時(shí)，都會(huì )禁止往片內寫(xiě)入數據，在該器件上電時(shí)會(huì )自動(dòng)處于軟件保護狀態(tài)。在處于軟件寫(xiě)保護狀態(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。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(xiě)保護狀態(tài)，這種設計保證了存儲數據的可靠性。

時(shí)間是報警信息中不可或缺的組成部分。本系統采用RICOH公司的RS5C348時(shí)鐘芯片提供時(shí)間信息。該芯片以SPI總線(xiàn)方式與CPU進(jìn)行接口，有閏年自動(dòng)判斷和電壓檢測功能，得到準確的時(shí)間和日歷信息只須讀取幾個(gè)寄存器，簡(jiǎn)化了電路設計，提高了設計的可靠性。但由于A(yíng)T89C52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)作出反應和處理緊急事件。系統采用的是EPSON公司的圖形點(diǎn)陣式液晶顯示驅動(dòng)器SED1353來(lái)驅動(dòng)SHARP和320240點(diǎn)陣LM32019T型LCD。該驅動(dòng)器可與Intel的51系列或Motorola的68系列MCU直接接口，支持10241024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(xiě)的信號接口。

為了避免發(fā)生報警前對電話(huà)設備和線(xiàn)中的破壞，系統采用聯(lián)勤方式，報警信息可通過(guò)其他住戶(hù)的電話(huà)線(xiàn)向監控終端發(fā)送信息。

二、系統軟件設計

監視系統的主要功能是在聲光報警的同時(shí)將收到的報警信息進(jìn)行顯示和存儲，存儲內容可通過(guò)RS232接口讀到計算機中以便查詢(xún)，以及利用計算機校正系統的時(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(hù)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(huà)芯片、LCD驅動(dòng)芯片）和閃速存儲器等的初始化。電話(huà)接口電路的振鈴信號接到單片機的外中斷口線(xiàn)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。系統設置的2個(gè)按鍵分別對應清除聲光報警（亦即管理人員對報警作出響應）及申請和上位微機進(jìn)行通信（包括將存儲器內容讀到微機中，利用微機校正系統的時(shí)鐘芯片的時(shí)間設置和將保存在微機中的地址電話(huà)對應表寫(xiě)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先定入的地址電話(huà)對應表。報警信息包括報警時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒）、報警地點(diǎn)（棟、單元、樓層、房間）、警種和管理人員的處理時(shí)間（時(shí)、分、秒）。按BCD碼存放，每1項點(diǎn)1個(gè)字節（其中“年”取后2位數字），合起來(lái)作為邏輯上的1個(gè)目錄，共點(diǎn)14個(gè)字節，考慮到編程方便，以每16個(gè)字節為1個(gè)記錄。另外，地址電話(huà)對應表設為每8個(gè)字節為1個(gè)記錄，每個(gè)記錄中電話(huà)號碼和地址均以BCD碼存放，各占4個(gè)字節。如有16KB存放地址電話(huà)對應表，共可記錄2048個(gè)住戶(hù)的地址電話(huà)信息和31743個(gè)警訊記錄，其中存儲的第1個(gè)記錄用來(lái)存放存儲器中最后1個(gè)警訊記錄的第1個(gè)字節所在的地址，以便于存入新記錄時(shí)的定位。

表1 控制寄存器

系統選用320240點(diǎn)陣的LCD，標準的漢字為1616點(diǎn)陣，字符為816點(diǎn)陣，即LCD上可顯示15行20列的漢字。液晶顯示控制和驅動(dòng)器內置14個(gè)控制寄存器，控制顯示器的工作狀態(tài)，如表1所列。當IOCS為低電平時(shí)，其地址由AB0～AB3來(lái)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(kāi)顯示。

（2）REV：REV=0，正顯；REV=1，反顯。

（3）PANEL：PANEL=0，驅動(dòng)單LCD屏；PANEL=1，驅動(dòng)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選擇驅動(dòng)LCD時(shí)的數據寬度。

4/8=0,4位數據傳輸；4/8=1，8位數據傳輸。與數據總線(xiàn)無(wú)關(guān)，建議設置寬度，該選項設為0。

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

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

例如，設置液晶屏為單模塊、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存統一編址，顯示存儲器由單片機直接尋址操作。屏幕初始化時(shí)，各寄存器的設置參數如下：

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(shí)際情況中的字符顯示，通?？稍谧鴺思埳袭?huà)出字符的形狀。根據它占用的每個(gè)字節的內容制作一個(gè)數值表（稱(chēng)點(diǎn)陣數據），將這個(gè)表放在ROM中，顯示字符時(shí)，調用程序將這個(gè)表寫(xiě)入VRAM的相應位置中實(shí)現顯示。ROM中的這個(gè)數值表稱(chēng)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，就要設法套用現成的字模。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(huì )得到相應的字模，這對于要顯示的數目不大的字符或漢字是很方便的。本系統由于只在警種部分涉及一些漢字，再有就是一些數字，故采用的就是這種簡(jiǎn)單的提取字模的方法。

結束語(yǔ)

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