CN104537797A - 一种智能安防实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能安防实验设备，包括：检测装置、数据处理模块、控制器、人机交互界面、万年历、外线电话、报警器、和温度传感器。检测装置用于检测布防环境的状态，确定布防环境中是否存在安全威胁。数据处理模块包括上位机和手机。控制器接收来自检测装置的报警信号，根据报警信号生成相应的控制信号，与人机交互界面和数据处理模块进行双向通信，自动拨通外线电话并发出语音报警。人机交互界面包括清除报警按钮、显示屏和键盘。

Description

一种智能安防实验设备

技术领域

本发明涉及一种智能安防实验设备，适用于电子技术、智能检测技术、单片机技术、计算机通信技术、建筑安全防范技术及建筑设施智能技术等课程的实验教学。

背景技术

目前，我国安防产业还处在发展的初级阶段，市场尚未成熟，安防产品科技含量不高，缺乏创新人才。为了培养既能够熟练操作工程设备又能够进行技术研发的专业人才，开发设计了本智能安防实验设备。本设备体积小、价格低、功能强、扩展性好，硬件原理图和全部源代码对用户开放，并留有扩展区和大量的通讯接口，可以从需要出发，灵活扩展各种模块，为实验教学提供强有力的帮助。能提高操作者的系统思维能力、动手实践能力和创新能力，为以后从事安防方向工作奠定良好的基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种安防实验设备。

本发明的技术方案是，一种智能安防实验设备，包括：

检测装置，用于检测布防环境的状态;

上位机;

温度传感器，用于指示所述布防环境的当前温度;

报警器;

人机交互界面，包括清除报警按钮、显示屏和键盘;

控制器，接收来自所述检测装置的报警信号，并根据所述报警信号生成相对应的控制信号，与所述人机交互界面和所述数据处理模块进行双向通信，能自动拨通所述外线电话并发出语音报警。

所述检测装置包括玻璃破碎探测器、可燃气体探测器、烟感探测器、热释红外探测器、门磁探测器、漏水探测器、漏电探测器。

检测装置为无线探测器，无线探测器产生开关量报警信号，采用315M无线传输数据。

 所述上位机用于处理控制器的控制信号、存储检测装置的检测数据、设置串口通信、监督和管理所述控制器、处理数据；所述上位机上安装有飞信软件，通过互联网登陆所述飞信，实现上位机与手机之间的实时通信。

所述控制器采用STC12系列多端口的单片机芯片作为控制核心，检测并且判断所述各个探测器的报警信号、控制播报语音信号、进行语音或者报警提示、远程拨号报警、传输数据给所述上位机、处理所述上位机下发的指令，所述控制器通过芯片MT8880控制所述外线电话的拨通，通过芯片ISD4003发出声音提示，控制报警器发出音频报警。

所述芯片ISD4003用于存储语音信号，并根据所述控制器的控制信号向操作人员发出语音报警，通过SPI总线传输数据，对系统操作进行提示并及时播放报警信号，

所述显示屏采用液晶显示屏LCD12864，用于显示实时时间和布防环境温度，向操作人员发出文字或视频报警信号，提示操作人员进行相应操作。

所述键盘采用ZLG7290驱动芯片，用于由操作人员向所述控制器发出各种命令，包括设置和清除各种报警信号，对所述每个探测器进行布防/撤防设置。

本发明具有如下的技术效果，设备体积小、价格低、功能强、扩展性好，硬件原理图和全部源代码对用户开放，并留有扩展区和大量的通讯接口，可以从需要出发，灵活扩展各种模块，为实验教学提供强有力的帮助。能提高操作者的系统思维能力、动手实践能力和创新能力，为以后从事安防方向工作奠定良好的基础。

附图说明

图１是本发明的智能安防实验设备的组成方框图。

图２是本发明检测装置的结构示例图。

图3是本发明人机交互界面的结构示例图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施例的智能安防实验设备的组成方框图。如图1所示，智能安防实验设备由检测装置、数据处理模块、控制器、人机交互界面、万年历、外线电话、以及温度传感器组成。检测装置用于检测布防环境的状态，确定布防环境中是否存在安全威胁。当确定存在安全威胁时，向控制器发出相应的报警信号。控制器能接收来自检测装置的报警信号，也能与人机交互界面和数据处理模块进行双向通信。万年历用于设置以及显示当前时间。温度传感器用于指示布防环境的当前温度。当前时间和环境温度都可以通过键盘进行校正。

上位机可以采用通用的个人计算机(PC)。上位机用于根据来自控制器的控制信号进行处理、存储无线探测器产生的报警信号、登陆飞信、设置串口通信、监督和管理监控制器、与手机进行通信、以及处理相关数据形成实验结果。在该实施例中，上位机采用VC++6.0开发管理软件，供控制中心操作人员对控制器进行监控和设置；可以通过上位机界面查看当前探测器状态以及历史报警信息；手机和上位机上都安装有移动公司提供的飞信软件，通过互联网登陆飞信，实现上位机与手机之间的实时通信，这样操作人员可以通过手机实时监控智能安防实验设备的状态，并且通过飞信可以对该设备进行实时控制。界面舒适，效果可靠且直观。

控制器采用STC12系列多端口的单片机芯片作为控制核心。该芯片的特点是功耗低，价格便宜，并且功能齐全，采用ISP下载，调试方便。其具有片内1280字节RAM，60K字节程序存储空间，两路PWM，独立波特率发生器，内部EEPROM，能掉电存储数据，内置看门狗定时器。

控制器还包括芯片MT8880和芯片ISD4003，控制器检测并判断各无线探测器的报警信号，控制播报语音信号，进行语音或者报警提示，远程拨号报警，传输数据给上位机，处理上位机下发的指令。

所述控制器通过芯片MT8880控制所述外线电话的拨通，并且通过芯片ISD4003发出声音提示。MT8880，芯片具有接收和发送DTMF信号、自动拨号、以及检测外线电话干线上拨号音、回铃音和忙音等信号等功能。

另外，控制器还可以通过芯片ISD4003控制报警器发出音频报警。

ISD4003芯片用于存储语音信号，并根据控制器的控制信号向操作人员发出语音报警，通过SPI总线传输数据，对系统操作进行提示并及时播放报警信号。在本实施例中，ISD4003芯片的工作电压是3.3V，功耗低，单片录放语音时间4至8分钟，音质好。该芯片的所有操作都由控制器控制，操作命令通过串行通信接口(SPI)送入片内，信息存储在闪烁存储器中；可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。

图2是根据本发明实施例的检测装置的结构示例图。在该实施例中，检测装置采用各种无线探测器来检测各种安全威胁的存在。具体地，无线探测器包括玻璃破碎探测器、可燃气体探测器、烟感探测器、热释红外探测器、门磁探测器、漏水探测器、以及漏电探测器等等，分别用于检测布防环境中是否存在玻璃破碎、是否有可燃气体、是否有烟、是否过热、是否漏电漏水、以及是否有非授权人进入等等。

无线探测器产生开关量报警信号，采用315M无线传输数据。

本领域技术人员应该理解，检测装置并不局限于无线探测器，也可以使用其它类型的探测器。另外，无线探测器也并不局限于如上所述，也可以使用检测其他安全威胁的无线探测器。

图3是根据本发明实施例的人机交互界面的结构示例图。人机交互界面包括清除报警按钮、显示屏、以及键盘。清除报警按钮用于在操作人员处理相应的报警信号之后，手动清除报警信号。显示屏用于显示实时时间和布防环境温度，向操作人员发出文字或视频报警信号，提示操作人员进行相应操作。键盘用于由操作人员向控制器发出各种命令，包括设置和清除各种报警信号。键盘设计采用周立功公司的ZLG7290驱动芯片，其具有节省单片机接口和按键中断等特点，通过键盘可以对每个探测器进行布防/撤防设置以及校正系统时间等操作，操作简单可靠。设置过程在显示屏上有界面操作提示。在本实施例中，显示屏采用液晶显示屏LCD12864。本领域技术人员应该理解，显示屏并不局限于此。

以下将以存在安全威胁(有非授权人进入布防环境)的情况为例，详细描述智能安防实验设备的工作过程。具体工作过程如下：

步骤1：当设备上电后，初始化系统。由温度传感器采集环境温度，显示在显示屏上。同时，在显示屏上还显示万年历上的时间。此时，可以手动更改上位机和手机上的时间，也可以通过键盘校正控制器、显示屏上的时间，以保证万年历、显示屏、上位机以及手机上的时间同步。

步骤2：操作人员对每个无线探测器进行布防。然后，根据实际需要通过键盘输入选择哪一种布防有效(在本实施例中，选择门磁探测器有效)。在本实施例中，键盘采用周立功公司的ZLG7290驱动芯片。布防完成之后，延迟一段时间生效，在本实施例中，将延迟时间设置为1分钟。设置此延迟时间的目的是为了让操作人员(即，布防人)安全地离开现场(即，布防环境)，并且留有适当的时间裕量。延迟时间过后，布防生效。

步骤3：布防生效后，检测装置开始对布防环境中的状态进行监控。当检测装置确定在布防环境中存在安全威胁时，向控制器发出相应的报警信号。当某一探测器（自带无线发射模块）检测到安全威胁时，控制器内部的PT2262编码芯片发送报警信号给无线接收模块PT2272进行解码，触发STC单片机外部中断，读取数据并分析处理。单片机发出控制信号，使自动拨号模块拨通预设电话号码，ISD4003语音芯片根据接收到的报警信号类型播报对应报警语音；另外，单片机同时将控制信号发送给人机交互界面以及数据处理模块(更具体地，上位机)。上位机在接收到来自单片机的控制信号之后，会通过相应的模块给出红色闪烁报警提示和警报声音，以便提醒工作人员前去处理，同时通过飞信的形式及时发送当前报警信息给设定飞信用户远程报警。另外，上位机能够记录所有报警信号的类型和时间，以供用户稍后查询；并对相关数据进行处理，形成实验结果。

例如，当有非授权人进入布防环境中时，门磁探测器会发出报警信号给控制器。控制器根据接收到的报警信号生成控制信号，将控制信号同时发送给人机交互界面以及数据处理模块(更具体地，上位机)，并且自动拨通预设的外线电话。人机交互界面根据所接收到的控制信号在显示屏上显示“有非授权人进入”的文本框，以及通过报警器播放相应的语音报警信息(“有非授权人进入”)。上位机根据所接收到的控制信号自动发送报警信息到指定的飞信号码。该飞信号码已经在操作人员的手机上登录，因此，操作人员能及时知道布防环境中的安全威胁。

步骤4：操作人员可以通过声音、视频、以及手机三种途径知道布防环境中存在安全威胁以及安全威胁的内容。当知道存在安全威胁后，操作人员可以对安全威胁进行相应的处理。处理完成后，操作人员通过清除报警按钮、飞信、上位机、键盘四种方式中的任意一种清除报警信号；当通过某一种方式清除报警信号时，同时清除所有位置的报警信号。例如，当通过飞信清除报警信号时，显示屏和报警器上的报警信号也同时自动清除。对于通过上位机和键盘清除报警信号也同样如此。

清除报警信号之后，系统又重新开始监控过程，重复步骤3和步骤4。

当不需要设备再进行监控时，由操作人员通过键盘输入进行撤防处理。在撤防时需输入撤防密码，以防止非法操作。

通过本设备，实验者(即操作人员)能进行各种实验，例如：无线报警探测器的认识、短程无线通信原理安防系统的布防/撤防、无线报警、外线电话自动拨号报警、飞信报告警情、联网监控系统的组建等等。并且设备能将开放硬件原理图和全部源代码提供给实验者，因此，实验者可以根据需要进行扩展。

Claims (7)

1.一种智能安防实验设备，其特征在于：包括：

检测装置，用于检测布防环境的状态;

上位机;

温度传感器，用于指示所述布防环境的当前温度;

报警器;

人机交互界面，包括清除报警按钮、显示屏和键盘;

控制器，接收来自所述检测装置的报警信号，并根据所述报警信号生成相对应的控制信号，与所述人机交互界面和所述数据处理模块进行双向通信，能自动拨通所述外线电话并发出语音报警。

2.根据权利要求1所述的智能安防实验设备，其特征在于：

所述检测装置包括玻璃破碎探测器、可燃气体探测器、烟感探测器、热释红外探测器、门磁探测器、漏水探测器、漏电探测器。

3.根据权利要求1所述的智能安防实验设备，其特征在于：检测装置为无线探测器，无线探测器产生开关量报警信号，采用315M无线传输数据。

4.根据权利要求1所述的智能安防实验设备，其特征在于：

所述上位机用于处理控制器的控制信号、存储检测装置的检测数据、设置串口通信、监督和管理所述控制器、处理数据；

所述上位机上安装有飞信软件，通过互联网登陆所述飞信，实现上位机与手机之间的实时通信。

5.根据权利要求3所述的智能安防实验设备，其特征在于：

所述控制器采用STC12系列多端口的单片机芯片作为控制核心，检测并且判断所述各个探测器的报警信号、控制播报语音信号、进行语音或者报警提示、远程拨号报警、传输数据给所述上位机、处理所述上位机下发的指令，所述控制器通过芯片MT8880控制所述外线电话的拨通，通过芯片ISD4003发出声音提示，控制报警器发出音频报警。

6.根据权利要求5所述的智能安防实验设备，其特征在于：

所述芯片ISD4003用于存储语音信号，并根据所述控制器的控制信号向操作人员发出语音报警，通过SPI总线传输数据，对系统操作进行提示并及时播放报警信号。

7.根据权利要求1所述的智能安防实验设备，其特征在于：

所述显示屏采用液晶显示屏LCD12864，用于显示实时时间和布防环境温度，向操作人员发出文字或视频报警信号，提示操作人员进行相应操作，所述键盘采用ZLG7290驱动芯片，用于由操作人员向所述控制器发出各种命令，包括设置和清除各种报警信号，对所述每个探测器进行布防/撤防设置。