一種居民住宅綜合報警系統體系結構

隨著(zhù)城鄉居民生活水平的提高和住房條件的改善,人們對住宅安全防范設施的需求也變得越來(lái)越迫切。雖然目前國內外生產(chǎn)的用于住宅安全防范的報警裝置五花八門(mén)、品種繁多，但大多不是因價(jià)格昂貴（數千元）而無(wú)法承受，就是因為質(zhì)量欠佳而不敢使用，真正符合我國國情、適合我國城鄉居民需求的安全報警裝置卻幾乎沒(méi)有。

鑒于此，我們在深入研究目前國內外各類(lèi)報警裝置的基礎上，針對我國城鄉居民住宅區的實(shí)際情況，本著(zhù)高能低價(jià)的設計思想，將相對簡(jiǎn)單廉價(jià)的傳感信號的檢測部分(前端控制器)與整個(gè)系統中相對復雜、價(jià)格較高的控制管理部分（中央控制器)分開(kāi)，兩者之間利用方便可靠的電話(huà)線(xiàn)路進(jìn)行通信，由一個(gè)中央控制器控制管理多個(gè)前端控制器,研制完成了一種采用分層次分布式互連拓樸結構的居民住宅安全綜合報警系統。

本安全報警系統的結構如圖1所示，它由前端控制器、中央控制器與通信線(xiàn)路三部分組成。

前端控制器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個(gè)不同部位的不同類(lèi)型傳感器(如紅外、有害氣體及震動(dòng)等)進(jìn)行監測與控制。并對從各個(gè)傳感器采集來(lái)的數據進(jìn)行處理。當出現異常情況時(shí)，通過(guò)家中的電話(huà)線(xiàn)路與中央控制器建立聯(lián)系，將相關(guān)信息傳送至中央控制器中。前端控制器還能接收并執行通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路傳來(lái)的各種帶密碼標志的控制命令，前端控制器在執行該類(lèi)控制命令時(shí)會(huì )進(jìn)行密碼校驗，只有擁有正確密碼的控制命令才會(huì )繼續執行。

中央控制器安裝于居民樓或小區的值班室內，它可同時(shí)控制、管理多個(gè)前端控制器，因此它的費用也由多個(gè)用戶(hù)共同分擔。中央控制器主要用于接收處理從前端控制器傳來(lái)的數據信息，一旦收到報警信息，立即通過(guò)顯示器喇叭等設備告知值班人員，以便及時(shí)做出相應的處理。除了和前端控制器一樣能接收并執行通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路傳來(lái)的各種帶密碼標志的控制命令外，中央控制器還擁有Internet接口，可較方便地接入Internet。因此用戶(hù)可利用任意一臺可上網(wǎng)的電腦在任何地方通過(guò)Internet用普通的網(wǎng)絡(luò )瀏覽器對中央控制器進(jìn)行自己權限范圍內的異地訪(fǎng)問(wèn)與控制。

前端控制器主要由傳感器組、AT89C2051單片機、DTMF收發(fā)芯片MT8888、電話(huà)接口以及聲響電路等五部分組成。如圖2所示，它具有非常簡(jiǎn)單的電路結構，且傳感器組中傳感器的類(lèi)型與數量也可根據用戶(hù)的實(shí)際需要及經(jīng)濟實(shí)力自由組合。前端控制器有自動(dòng)工作與受控工作兩種工作狀態(tài)。

工作時(shí)，單片機定期循環(huán)檢測各個(gè)傳感器，對于每一個(gè)傳感器，在單片機的內存中均設有一個(gè)與之對應的狀態(tài)位，當檢測到某一傳感器有報警輸出時(shí)，對應的狀態(tài)位被置‘1’。根據每一循環(huán)的檢測結果，單片機均作一綜合的分析與判斷，一旦確信有險情發(fā)生，單片機即根據事先存儲的電話(huà)號碼，通過(guò)DTMF收發(fā)芯片MT8888經(jīng)電話(huà)接口撥通中央控制器，將報警信息(險情發(fā)生地、險情類(lèi)型)以DTMF方式傳給中央控制器。隨后開(kāi)啟麥克風(fēng)將現場(chǎng)聲響經(jīng)電話(huà)接口傳至中央控制器端，供值班人員監聽(tīng)。由于具有電話(huà)進(jìn)程音檢測與判斷功能，單片機在準備撥號前若沒(méi)有檢測到撥號音，則認為電話(huà)線(xiàn)路有故障或遭人為破壞，單片機可立即開(kāi)啟現場(chǎng)聲響報警電路，發(fā)出報警聲；若單片機在撥號后檢測到忙音，則等5秒后重撥，直到撥通。

受控工作狀態(tài)

前端控制器可以接收并執行通過(guò)電話(huà)線(xiàn)路傳來(lái)的控制命令，這些控制命令包括：

a、檢測命令。通過(guò)它，中央控制器可以定期對各個(gè)前端控制器工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，以確認每個(gè)前端控制器是否處于正常工作狀態(tài)，有利于及時(shí)排除隱患。

b、開(kāi)啟與關(guān)閉命令。通過(guò)它，中央控制器與住戶(hù)可以根據情況開(kāi)啟或關(guān)閉某個(gè)前端控制器或某一個(gè)前端控制器中的某幾路傳感器輸入。

受控工作狀態(tài)受密碼保護，只有輸入正確的密碼后，才能執行上述命令。

如圖3所示，中央控制器主要由AT89C52單片機、DTMF收發(fā)芯片MT8888、語(yǔ)音芯片ISD1420、串行接口芯片MAX232、電話(huà)接口以及聲響電路等7部分組成。

（1)接收來(lái)自前端控制器的報警信息

從前端控制器通過(guò)電話(huà)網(wǎng)以DTMF方式傳來(lái)的報警信息經(jīng)電話(huà)接口送至MT8888芯片，由它解碼成數字信號后輸入至AT89C52單片機，再由單片機將該數字信號中所包含的險情發(fā)生地、險情類(lèi)型等信息送至數碼顯示器顯示出來(lái)，隨后單片機啟動(dòng)語(yǔ)音合成芯片ISD1420，通過(guò)聲響電路發(fā)出合成的報警語(yǔ)音，通知值班人員。

（2）對前端控制器的監測與控制

中央控制器可以對多個(gè)前端控制器進(jìn)行監測與控制：它可在值班人員的操作下定期循環(huán)檢測每個(gè)前端控制器，以確認每個(gè)受其控制的前端控制器是否處于正常工作狀態(tài)；也可在值班人員的操作下開(kāi)啟或關(guān)閉某個(gè)前端控制器或某一個(gè)前端控制器的某幾路傳感器輸入。

（3)接受異地電話(huà)控制

值班人員除了在值班室里通過(guò)鍵盤(pán)對中央控制器進(jìn)行操作外，也可對中央控制器實(shí)施異地遙控。只要輸入正確的密碼，即可通過(guò)任意一部音頻電話(huà)機，在中央控制器的語(yǔ)音提示下，通過(guò)電話(huà)機的鍵盤(pán)完成對中央控制器的異地操作與控制。

（4)接入Internet

中央控制器利用emWare的EMIT(Embedded Micro Internetworking Technology）實(shí)現與Internet互聯(lián)。EMIT主要由設備服務(wù)軟件emMicro、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議emNet及網(wǎng)關(guān)軟件emGateway等幾部分組成。emMicro駐留在單片機內，監測中央控制器中預先定義的各種狀態(tài)變量，并將結果經(jīng)MAX232傳輸到emGateway中；同時(shí)emMicro還可以解釋emGateway的命令，對中央控制器中的各種狀態(tài)變量進(jìn)行修改或控制。emMicro與emGateway之間的信息交換遵循emNet網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。emGateway安裝在PC機中，它是中央控制器與Internet之間的通信橋梁，除了與emMicro之間的信息交換外，它還與Internet網(wǎng)絡(luò )瀏覽器建立連接。這樣，用戶(hù)便可借助任意一臺可上網(wǎng)的電腦，在世界的任何地方，通過(guò)鏈接的控制網(wǎng)頁(yè)完成對中央控制器的訪(fǎng)問(wèn)或控制。

（5)中央控制器互聯(lián)

由于本報警系統采用分層次互連拓樸結構，極大地增強了系統的可靠性與可擴展性，多個(gè)中央控制器之間可以十分方便地實(shí)現互聯(lián)互通，組成更大規模的安全報警網(wǎng)絡(luò )。

由于在本報警系統的研制過(guò)程中充分利用了廉價(jià)單片機的軟硬件資源,在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的前提下最大限度地用軟件來(lái)實(shí)現傳統的硬件電路功能，大大減少了電子元器件的使用數量，從而使得整個(gè)硬件電路顯得十分簡(jiǎn)潔緊湊。這樣不但提高了整個(gè)硬件電路的可靠性，也有效地降低了硬件成本。

另外在系統結構的設計上，由于采用分層次互連拓撲結構及系統運行過(guò)程中的定時(shí)自檢與互檢的控制方式，十分有利于整個(gè)系統的維護和管理，確保系統的安全可靠運行；而且由于前端控制器結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低，中央控制器的費用又由多個(gè)用戶(hù)共同分攤，因此也大大降低了每個(gè)用戶(hù)實(shí)際所需支付的費用（每個(gè)用戶(hù)的總費用只需數百元）?！?/font>