一個(gè)基于RS485總線(xiàn)的智能小區周界防盜報警系統設計

1.引言

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對居家的概念已從最初滿(mǎn)足簡(jiǎn)單的居住到注重對住宅的人性化需求，如安全、舒適、快捷、方便的智能小區，其中安全性是智能小區設計的首要目標。智能小區的安防系統擔負著(zhù)保護小區居民生命和財產(chǎn)安全的職責，由周界防越報警、視頻監控、電子巡查、可視對講、出入口控制、停車(chē)場(chǎng)管理等子系統組成，其中周界防越報警子系統是整個(gè)智能小區安防系統的核心之一。

2.智能小區周界防越系統概述

智能化住宅小區周界防越系統是為了防止有人從非法入口擅自闖入小區，以避免各種潛在的危險。為了對小區的周界進(jìn)行安全防范，防止圍墻或柵欄有可能受到破壞及非法翻越，提高周邊的安全防范的可靠性，縮短發(fā)現非法入侵的時(shí)間，保證小區內各住戶(hù)的財產(chǎn)及人身安全，根據小區周邊地形及探測器功能安裝紅外對射探測器、震動(dòng)探測器、光電對射探測器。當有人企圖非法穿越小區周界時(shí)，報警探測器就會(huì )有信號輸出，經(jīng)監控模塊將報警信號傳送至小區管理中心的監探網(wǎng)絡(luò )系統的監控主機，并在監控主機的電子地圖上顯示出報警的地點(diǎn)信號，通知值班人員及時(shí)采取制止入侵的措施，從而完成周邊防越報警。系統主要包含的功能主件有：報警探測器，報警控制器和報警信息處理中心，系統結構圖如圖1所示。

2.1 探測器

探測器是整個(gè)系統的眼，鼻，用來(lái)感知外界的信息，將其轉換成電平信號，向報警控制器傳遞[2].探測器的種類(lèi)繁多，功能各異，住宅報警系統中常用的探測器有：紅外對射探測器、振動(dòng)探測器、光電對射探測器。紅外對射探測器利用紅外線(xiàn)經(jīng)LED紅外光發(fā)射二極體，再經(jīng)光學(xué)鏡面做聚焦處理使光線(xiàn)傳至很遠距離，由受光器接受。當光線(xiàn)被遮斷時(shí)就會(huì )發(fā)出警報;震動(dòng)探測器是以偵測物體振動(dòng)來(lái)報警的探測器，可預置在墻體中在非法人員通過(guò)鑿墻、挖洞時(shí)發(fā)出報警，可以通過(guò)非法人員產(chǎn)生的震動(dòng)發(fā)出報警;光電對射探測器由發(fā)射器和接收器組成，通過(guò)發(fā)射器發(fā)出的光線(xiàn)直接進(jìn)入接收器，當非法人員經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之前阻斷光線(xiàn)時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號發(fā)出報警。當報警控制器與探測器通常地理位置較近，可以用普通的兩芯線(xiàn)或四芯線(xiàn)等進(jìn)行連接。

2.2 報警控制器

報警控制器的作用是對探測器傳來(lái)的信號進(jìn)行分析、判斷和處理。首先控制器將采集各輸入端口的開(kāi)關(guān)量，利用比較器將其轉換為0、1狀態(tài)信號，然后與初始狀態(tài)比較，判斷是否處于報警狀態(tài)，并按照一定的協(xié)議向封裝報警數據，發(fā)送給報警信息處理中心，通知保安采取緊急措施。

2.3 報警信息處理中心

報警信息處理中心的任務(wù)是對小區內各報警控制器發(fā)送的報警信息進(jìn)行處理，它的主要功能包括自定義通訊協(xié)議的解釋?zhuān)陔娮拥貓D上顯示報警詳細信息，記錄報警來(lái)源和應警情況，查詢(xún)歷史報警信息，進(jìn)行系統信息管理等。小區保安人員根據報警信息，可以迅速獲取報警地點(diǎn)、類(lèi)型、周?chē)h(huán)境等信息，采取緊急措施確保智能小區住戶(hù)人身和財產(chǎn)安全。

2.4 報警信息傳輸協(xié)議報警信息傳輸協(xié)議的選擇是保證報警信息在網(wǎng)絡(luò )中盡可能實(shí)時(shí)、可靠地傳輸的關(guān)鍵所在，電話(huà)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)方式運營(yíng)費用高、聯(lián)網(wǎng)速度慢[3];固然TCP/IP報警聯(lián)網(wǎng)方式具備安裝靈活、方便快捷、穩定性及可靠性高的優(yōu)勢，然而TCP/IP報警現在多使用于居民小區，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方式接入也多使用于某些住戶(hù)已裝修好不方便另外布線(xiàn)的區域，這種網(wǎng)絡(luò )方式易受到網(wǎng)絡(luò )病毒的影響，容易泄露報警信號，因此目前國內仍以專(zhuān)用總線(xiàn)制居多。

3.設計思路

本系統利用單片機芯片AT89S52開(kāi)發(fā)設計了一個(gè)基于RS485總線(xiàn)的智能小區周界防盜報警系統，該系統所采用的單片機芯片造價(jià)低，擴展后前端有32個(gè)防區，完全能滿(mǎn)足一個(gè)中小規模高端智能小區防盜報警系統功能上的要求，實(shí)現與目前市場(chǎng)上采用的XI7400報警主機相同的功能;該系統中前端報警信號通過(guò)RS485總線(xiàn)傳輸至報警信息處理中心，報警信號傳輸速率快，不容易受到網(wǎng)絡(luò )病毒的影響，安全性獨立性好;該系統中報警信息處理中心報警信息的顯示采用模擬地圖的方式實(shí)現，更加經(jīng)濟直觀(guān)。結合智能小區周界防越報警系統的設計規范以及安防系統設計的基本原則，設計思路如下：

3.1 基于RS485總線(xiàn)的周界防越報警系統的設計

根據小區周界地形及區域功能性要求選用紅外對射探測、震動(dòng)探測器以及光電對射探測器，當有報警信號傳入時(shí)，由掛在紅外上面的下位機 AT89S52識別防區地址，下位機AT89S52通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)被定義為單防區、雙防區和八防區。再通過(guò)前端發(fā)送器MAX485轉換模塊接入RS485總線(xiàn)，信號通過(guò)RS485總線(xiàn)接入總控室，再通過(guò)后端接收器MAX485轉換模塊接收到信號，將信號傳送給上位機AT89S52,上位機AT89S52接收信號并判斷地址，控制其后端對應的的發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器發(fā)出響聲提 醒管理官員，上位機根據所給的信號地址依次對應防區上的模擬地圖(模擬地圖與所對應防區事先對應)進(jìn)行驅動(dòng)發(fā)光，管理員可根據發(fā)光管的提示知道是哪個(gè)防區有報警，即可采取相應措施。經(jīng)過(guò)硬件的調試，只要前段探測器探測到報警信號，就會(huì )觸發(fā)報警，因為采用RS485傳輸不會(huì )受到網(wǎng)絡(luò )病毒的影響，因此不容易產(chǎn)生漏報警的情況。此外采用RS485總線(xiàn)方式傳輸可以達到1.2km,超過(guò)距離也可通過(guò)添加中繼器加以擴充，有效增加了所涉及的范圍。RS485總線(xiàn)只有 2根傳輸線(xiàn)敷設方便，且添加終端電阻后干擾較小，所以本次設計研究具有實(shí)用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟性，設計方案如圖2所示。

圖2 智能小區周邊防越報警系統方案設計

3.2 后端顯示擴展

AT89S52作為上位機時(shí)只有四個(gè)接口可以驅動(dòng)發(fā)光二極管和蜂鳴器等報警輸出，可實(shí)現24路防區的報警顯示，若小區中報警點(diǎn)位多的話(huà)后端報警輸出點(diǎn)位必然不夠，因此需要擴展，我們采用的是利用單片機與74HC595等若干芯片實(shí)現對其進(jìn)行擴展。

3.3 報警信息處理中心模擬地圖設計制作模擬地圖，將各個(gè)防區對應報警點(diǎn)位都布置到模擬地圖上，上位機根據所給的信號地址依次對應防區上的模擬地圖(模擬地圖與所對應防區事先對應)進(jìn)行驅動(dòng)發(fā)光，同時(shí)蜂鳴器也會(huì )發(fā)出提示音提示險情，當管理人員排除險情后才能停止報警。