CN201322967Y - 联网型智能小区防盗报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种联网型智能小区防盗报警系统，包括防盗报警模块、监控模块和探测器模块，不但在终端提供了报警控制器的布防、撤防、报警解除及系统的配置、网络参数的配置等本地功能，而且能够将报警系统探测器的状态信息和报警信息通过Internet传输到信息中心。其采用基于RS485现场总线的连接方式，分配了报警控制器和监控主机的功能，在RS485串行通信标准构成的物理层的基础上，用自定义的通信协议实现了报警主机和监控主机的连接与通讯。本实用新型所述联网型智能小区防盗报警系统维护成本低、报警反应高效、快速，扩展方便、兼容性好，且系统集成度高，功能性好。

Description

联网型智能小区防盗报警系统

技术领域

本实用新型涉及基于Internet的数字化社区网络通信及防盗报警系统，具体为一种联网型智能小区防盗报警系统。

背景技术

随着网络技术、通信技术以及国民经济的不断发展，人们对生活要求不断提高，尤其是人们对于居住空间及周边环境的要求有了一个从量到质的比较大的飞跃，严峻的社会治安形势，需要建立并完善安全文明小区防盗报警网络系统体系。以往的做法是安装防盗门和防盗网，但此类做法有碍美观，不符合防火要求，也不能有效地防止坏人的入侵。

同时，国家建设部住宅产业化促进中心也提出住宅小区要实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范自动化监控管理：对住宅的火灾、有害气体的泄漏实行自动报警；防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；系统应能与计算机安全综合管理系统联网；计算机系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制。

而目前的报警系统一般是以单片机为基础，在单片机上加装各种合适的探测器和外围接口电路，就构成了各种用途不同的防盗报警系统，对外的通信也是通过单片机来实现的。现有的报警系统在对外通信方面还存在成本高、报警不及时等缺点。而为了解决这种缺陷，即要实现防盗报警系统的数据通过网络传输，事实上也就是要解决单片机的数据如何在网络上传输的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型目的是基于总线RS485提供一种联网型智能小区防盗报警系统，把小区内的局域总线作为物理网络。RS485作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容，是为了弥补RS232的不足而提出，提高传输速率和传输距离，增加多点和双向通信能力，同时增加发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。本实用新型考虑到数字化社区智能系统的特点，利用领先的网络技术与PC机相结合，实现社区报警与网络报警同时进行，并为用户提供远程查询，达到实用、易用、人性化的要求。

为达到上述目的，本实用新型具体采取的技术解决方案是，一种联网型智能小区防盗报警系统包括如下部分：

报警控制器模块：其内部包括有微处理器、微处理器与计算机连接的现场总线接口、扩展的存储器、键盘输入设备和输出设备；

探测器模块：其内部包括有热释电红外传感器、红外传感信号处理器及多探头接入电路；

监控模块：其内部包括有监控计算机，该监控计算机有带光电隔离的MOXA多串口卡(C11341S)；

所述报警器控制模块和监控模块之间通过现场总线RS485连接，报警控制器模块和多个探测器模块之间通过OR_5门芯片连接。

下面结合各个结构对本实用新型的工作原理描述如下：

所述的联网型智能小区防盗报警系统包括：

(1)报警控制器模块：报警控制器模块主要由微处理器MCU、扩展的数据存储器和EEPROM存储器、键盘输入设备、屏幕输出设备、报警输出设备等组成。微处理器MCU是报警控制器模块的核心，它承担了整个系统的大部分工作，本系统选用ATMEL公司的89C55单片机，它内部带有20K的Flash存储器，可省去程序存储器的扩展，也就简化了整套系统的结构。报警输出设备主要由报警灯光、扬声器等构成，当有异常情况发生时，启动报警设备，出现灯光闪烁、发出报警声等一系列警报行为。

(2)监控模块：监控模块由监控计算机即监控主机组成。监控主机主要负责信息处理，完成协议解释、数据存储、操作界面管理、对微处理器MCU的配置、管理和监控、多媒体显示报警等功能，本系统的监控主机使用带光电隔离的MOXA多串口卡(C11341S)。

(3)探测器模块：探测器模块由热释电红外传感器、红外传感专用集成电路及外围元件、多探头接入电路组成。热释电红外传感器负责采集信号，是整个系统的眼、鼻，用来感知外界的信息，当有行人进入热释电红外传感器的探测区内时，便将检测到的人体辐射出的红外信号转换为低频(0.5～9Hz)电信号，加至红外传感专用集成电路的运算放大器的输入端，经放大、滤波和信息处理后，在其输出端输出有一定延时的高电平控制信号。本系统选用的BISS0001是一款高性能的传感信号处理集成电路，静态电流极小，配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式的热释电红外传感器；另外，在一个监控点，一般情况下，一个探测器是不能有效地覆盖需探测的区域，往往需要根据现场情况，布设多个热释电红外传感器，这就要求系统有非常好的探头扩充性能。本系统应用5个红外传感器，选用OR_5门实现探测器的扩充。由于目前红外技术比较成熟了，本系统对红外探测模块的实施电路图不做详细的说明。

(4)存储器器件选型：1)数据存储器：AT89C55虽有20K的程序存储器，但它的片内仅有256B的RAM，而一个最大的网络数据包为150B，单片机内显然无法存储这么大的数据包，只能存放到外部的RAM里，同时系统运行时也需用到相当数量的数据存储区，本系统使用SK的数据存储器6264来扩充系统的数据RAM。

2)EEPROM存储器：报警控制器模块是一套防盗报警系统的前端部分，可以作为一台单独的防盗报警器使用，但在正常运行时，还需接入网络，这就需要在本地机器上存储部分配置参数，如用户密码、本机的网络参数等，本实用新型选用一片AT24C02用来保存系统的数据。AT24C02是基于I2C-BUS的存储器件，遵循二线制协议，具有接口方便，体积小，数据掉电不挥发等特点。

(5)键盘输入选型：键盘输入设备是实现用户对报警控制系统的布防、撤防、报警解除等功能的控制；本实用新型采用HD7279A芯片，HD7279A是一种管理键盘和LED显示器的专用智能控制芯片，它能对8位共阴极LED显示器或64个LED发光管进行管理和驱动，同时能对多达8×8的键盘矩阵的按键情况进行监视，具有自动消除键抖动并识别按键代码的功能，从而可以提高CPU工作的效率。

(6)屏幕显示输出选型：屏幕显示输出设备将用户的各种实时信息在LCD显示屏上显示出来。如当发生盗窃事件时，窃者入侵那一刻的时间等信息固定显示在LCD显示模块上，可以从技术上协助保安人员及时逮捕行盗窃者。本系统中需要显示的字符数较少，因此选用的液晶屏的型号为12232F，它是一种内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点ASCII字符集图形点阵液晶显示屏，主要由行驱动器和列驱动器及128×32全点阵液晶显示屏组成，可完成图形显示，也可以显示16*16点阵汉字。

(7)接口扩展：由于该系统需要的I/O口较多，单片机的I/O口不够，所以使用可编程并行输入输出接口芯片8255A进行接口扩展，通过编程我们可以控制键盘的输入、LCD液晶屏显示、LED闪烁、扬声器产生报警信号等功能。

综上所述，本实用新型提供的联网型智能小区防盗报警系统，能具有以下优点：1)零使用、维护成本，物理网络为小区内铺设的局域总线，在使用和维护上不需要投入资金，真正做到一次投资、终生受益。2)报警反应高效、快速，因为系统是采用数码流直接传输，不用拨号和模拟调制，真正做到即时报警、即时接警，从报警发生到中心警示，只需10^-1s数量级。3)扩展方便、兼容性好，智能小区的大多数子系统都通过小区的局域总线传输信号，增减报警控制器不需要对总线改造。4)集成度高，功能性好，总线制报警系统的安装配置可以通过接警中心计算机的软件进行设置，还能与其他子系统互连。

以下结合附图和实施例对本实用新型的结构和工作原理作进一步的描述：

附图说明

图1是联网型智能小区防盗报警系统的构成框图；

图2是图1所述联网型智能小区防盗报警系统的实施电路图；

图3是报警控制器与Internet互连的方式图，

图4是联网型智能小区防盗报警系统的信息共享模式图；

图5是单片机主程序流程框图；

图6是监控主机主函数程序各模块之间的关系图；

图7是监控主机主程序流程示意图；

图8是监控主机与单片机通信的流程示意图。

具体实施方式

参见图1、2，所述联网型的智能小区防盗报警系统中，报警控制器利用多探头接入电路连接多个探测器，有效地覆盖需探测的区域；并通过总线RS485与监控主机相连，它们之间按一定的协议通信。探测器的输出电压传送给报警控制器，探测器通常通过物理层与微处理器MCU传输信号，微处理器MCU把探测器的电信号转换成数字信号，把探测器信号和探测器自身的识别号传送到监控计算机，确认后发出报警信号，它既可通过图形、声音等多媒体发出直接报警信号来提示保安中心附近的值班人员，还能够发出命令对其他报警设备进行联动，实现了一呼百应的社区报警效果。监控主机通过TCP/IP协议与Internet连接，将报警系统和信息中心连接起来，把信息中心服务器作为客户机，防盗报警系统的监控计算机作服务器，远程用户就可以通过IE等浏览器访问信息中心服务器。

参见图3，本实施例在RS485串行通信标准构成的物理层的基础上，用自定义的通信协议与监控主机相联接，由PC机完成TCP/IP的连接功能。这样，单片机的功能相对简单，开发成本低，开发周期短；在监控主机上安装Windows操作系统，直接可以Internet互连。通过监控主机的软件开发，可以实现良好的人机界面，实现声光报警，图形显示等多媒体功能。Windows平台上提供了许多优秀的开发工具，可以快速实现开发周期短，易维护这些功能。

参见图4，各个防盗报警系统的互连是通过小区的信息中心的服务器来实现信息共享，比较流行的共享方式有C/S和B/S两种模式。在C/S模式中，客户端有一套完整的应用程序，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换；在B/S模式中，客户端是标准的浏览器，服务器端为标准的Web服务器协同应用服务器响应浏览器的请求。防盗报警系统与信息中心的连接采用C/S模式，为实现远程控制功能，将信息中心服务器作为客户机，防盗报警系统的监控主机作服务器，远程用户就可以IE等浏览器访问信息中心服务器(B/S模式)，再由信息中心对防盗报警子系统进行操作(C/S模式)。

参见图5，微处理器上运行的程序，在初始化单片机，进入一个无限循环中，不停地查询监控主机是否有数据到达、键盘是否有键按下及探测器是否有报警信号，当有满足条件的事件发生时，则调用相应的服务处理程序，同时单片机程序还会定时地将报警控制器的状态向监控主机报告和更新缓冲区。

参见图6，监控计算机内主要有通讯接口模块、通讯协议分析模块、电子地图处理模块、数据库管理模块及友好的人机界面。通讯协议分析模块实际就是对自定义的协议进行字符串的分析和解释，将它分解成报警的报警控制器的地址、报警类型、端口号等信息；电子地图处理模块主要功能有装载电子地图(BMP格式)、设置报警点、报警显示等，一旦发生警情，监控中心的报警系统会立刻自动弹出该小区的电子地图，并且在相应的位置产生红色闪烁，提示报警的地理位置，方便监控人员快速定位，及时采取措施；数据库管理主要负责一些基本信息的保存和管理各模块之间数据的对应关系，如报警控制器传上来的报警信息与电子地图显示点之间的对应关系。

参见图7，该系统的监控主机的核心流程是不停的查询报警控制器，检测回送的信号，如果发现异常情况，则及时报警。为防止报警无响应时系统停止查询，系统利用Windows操作系统的多任务的特点，报警和查询是不同的线程。这样保证在无值班人员应警的情况下，系统仍继续查询报警主机的状况，如果还有不同的警报，则将警报加入报警队列中。报警队列最长可以有20个不同的警报。核心流程采用类似OSI模型的分层设计思想，利用Windows的消息机制进行线程信息传递。

参见图8，报警控制器与监控计算机的通信采用自定义的通信协议。其基本格式如表所式：

起始码	地址码	功能码	数据码	检验码	结束码
						BEG	AD	FC	DATA	CRC	END
60H	AD1 AD2	B C D	*	CRC1 CRC2	0FH
						1字节	2字节	1字节	*	2字节	1字节

报警控制器内的单片机与监控计算机之间最常用的协议是B，C，D功能，它们大致是按此流程图进行通信的，主要处理的异常情况是报警控制器无响应和数据传输出错。功能B用于查询控制器所有端口状态，它的交互过程：监控计算机发BEG+AD+“B”+CRC校验码+END，报警控制器收到后，判断ID是否为自身的报警控制器的地址AD，如果是，则该报警控制器回：BEG+AD+“B”+48字节端口状态信息+END，监控计算机收到报警控制器送上来的信号后，取出报警控制器的地址和端口信息，再进行相关处理；功能C用于查询报警控制器的状态有变化的端口，它的交互过程：监控计算机发：BEG+AD+“C”+CRC校验码+END，报警控制器收到后，判断是否为自身的报警控制器地址功，如果是，回：BEG+ID+“C”+变长字节端口状态变化信息+END，监控计算机收到报警控制器送上来的信号后，取出报警控制器的地址和变长字节端口状态变化信息，再进行相关处理；功能D用于查询/设置控制器所有端口，它的交互过程：监控计算机发：BEG+AD+“D”+输出端口命令数据码+END，报警控制器收到后，判断AD是否为自身的报警控制器地址AD，如果是，则回：BEG+AD+“D”十输入端口状态数据码十输出端口状态数据码+END，监控计算机收到报警控制器送上来的信号后，取出报警控制器的地址和数据码信息，再进行相关处理；传输出错协议是处理由于干扰或断线等原因，数据在传输过程中出错了的情况，监控计算机和报警控制器的处理是不同的，监控计算机记录报警主机的地址，累加出错次数，超过一定的次数则发出报警信号，报警控制器收到错误数据，按下列格式回送：BEG+AD+功能码+OFOFH+END，如果监控计算机收到出错信号，重复上次的发送命令，并记数，如果连续收到报警控制器的出错信号超过3的次数，则监控计算机报警。

Claims (3)

1、联网型智能小区防盗报警系统，其特征是包括如下部分：

报警控制器模块：其内部包括有微处理器、微处理器与计算机连接的现场总线接口、扩展的存储器、输入设备和输出设备；

探测器模块：其内部包括有热释电红外传感器、红外传感信号处理器及多探头接入电路；

监控模块：其内部包括有监控计算机，该监控计算机有带光电隔离的MOXA多串口卡C11341S；

所述报警器控制模块和监控模块之间通过现场总线RS485连接，报警器控制模块和多个探测器模块之间通过OR_5门芯片连接。

2、根据权利要求1所述联网型智能小区防盗报警系统，其特征是所述输出设备包括屏幕输出设备和由报报警灯光及喇叭构成的报警输出设备；输入设备为键盘输入设备；存储器包括数据存储器和电可擦除存储器EEPROM。

3、根据权利要求1或2所述联网型智能小区防盗报警系统，其特征是所述微处理器选用ATMEL公司的89C55单片机，内部带有20K的Flash存储器。

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