CN2357381Y - 建筑物防范联网报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种建筑物防范联网报警装置,包括数据采集器1,有多个接口分别连传感器5、IC卡读卡器2或遥控器3或密码键盘4,及计算机生成的软件构成,其特征是:数据采集器1内的微处理器按照设定的通讯格式产生的指令代码通过一条带屏蔽保护的双向传输的数据,数据采集器1输出端分别接在集控分器7、集控器8。数据采集器1接口上的传感器5探头是一条环形线L1。明显的技术效果实现提前预警,避免了因室外环境温度的变化带来误报现象。一根数据代替电话线进行数据传输降低了成本。

Description

建筑物防范联网报警装置

本实用新型涉及一种建筑物防范联网报警装置，确切的说是一种在住宅小区内/建筑物外围架设微波感应线，并进行全过程智能监控报警器的传感装置。

现有建筑物防范联网报警装置主要是装设在建筑物内的各种电子报警器。它由各种传感器或开关连接报警器，一般通过电话拨号器与报警中心联系。发生警情时，传感器被触发，驱动报警器及电话拨号器工作，将该警情信息通过市话网采用双音多频或频移键控方式传输到报警中心，实现报警。该装置尽管可以实现大范围联网，但是因为其运用市话网传输，每个联网报警单元在硬件上须加设电话拨号器及电话抢线和摘机电路；每次报警传送警情时，必须采用抢线方式切断用户电话，且需浪费市话费用，所以成本比较高。现有联网报警系统也有用数据专线传输警情，但其下挂的报警单元一般采用硬件编址，需大量硬件堆积电路来处理各种信息，且专线上能传输的信息量很少，并不能监视每个报警单元的详细工作状态，如：布撤防状态、每个防范区域状态等。另外，现有报警装置大都采用人体热释电传感器作为外围传感装置，此种传感器受环境温度影响较大。

本实用新型的目的在于提供一种在住宅小区内/建筑物外围周边布防，架设线形感应线，在行窃者没有入室之前就能发出预警信号。使用先进的微处理器控制技术，用一根数据信号总线进行传输和处理各类信号，以代替电话线传输。使住宅小区/建筑物防范联网系统，实现全过程智能化监控和大容量用户防范联网报警。

为实现本实用新型的任务，其设计方案如下：一种建筑物防范联网报警装置，包括以微处理器为核心的数据处理数据采集器1，其上有多个接口分别连传感器5、IC卡读卡器2或遥控器3或密码键盘4，及计算机生成的软件构成，其特征是：数据采集器1内的微处理器按照设定的通讯格式产生的指令代码通过一条带屏蔽保护的双向传输的数据信号总线6，将数据采集器1输出端分别接在集控分器7、集控器8直至报警中心9；数据采集器1接口上的传感器5探头是一条以感应线为轴心能产生半径可调柱状电磁场的金属环形线L1所构成的外围保护电路。也就是说数据采集器1上的接口S8、S6、S7分别接环形线传感器5接口S12、S10、S11；密码键盘4的控制信号输出接口或遥控器3的高频接收板19的解调码输出口接数据采集器1的接口S9；集控分器7的总线接口与数据采集器1的总线接口S3连接；集控分器7的总线接口连接到集控器8的总线接口；数据采集器1将采集到的IC读卡器2或遥控器3或密码键盘4中的任一布防信号后，再将采集到的传感器5的探测信号传给集控分器7和集控器8。由数据总线传输到报警中心9，至带大屏幕显示器12和电子显示屏13的计算机11。

一般将数据采集器设在建筑物的用户单元内，集控分器和集控器设在建筑物的楼层或楼栋内。

本实用新型所产生的积极效果在于整个报警系统的联网只是通过一条单数据总线和简单的外围硬件电路来实现的，各种不同串行指令代码取代了大量的硬件电路。实现了智能化控制，报警系统功能强大稳定。采用感应线作为周边防范的传感装置，达到了提前预警，又可避免因室外环境温度的变化带来误报现象。大幅度降低建筑物防范报警成本和用户费用。有效地制止偷盗、抢劫等犯罪的发生，维护社会安定，具有很好的社会效益。。

以下结合附图进一步说明本实用新型的技术内容并例举最佳实施例。

图1，是本实用新型最佳实施例框图。

图2，是图1框图中的数据采集器1的电原理示意图。

图3，是图1框图中传感器5的电原理示意图。

见图1中除去虚线方框内已知技术部分，即系统报警中心9和计算机11及外围设施等。其余部分为本实用新型结构框图。图2和图3分别是图1中数据采集器1电原理图和传感器5电原理图，其中虚线方框内视为现有技术。图2，电子开关15，电阻接收网络16，辅助电源17，电阻串并联网络12。见图3，555时基电路20，其中接口S12、S10、S11分别与数据采集器1的接口S8、S6、S7相接；密码键盘4的控制信号输出接口或遥控器高频接收板19的解调码输出接口连接到S9接口，数据采集器1的总线接口S3连接到集控分器7的总线接口；集控分器7的总线接口连接到集控器8的总线接口；集控器8的总线接口连接到报警中心9的总线接口；报警中心9的串行通讯接口连接到计算机11的串行通讯口之一；计算机11的视频输出口连接到大屏幕显示器12的视频输入口，计算机11的串行通讯口之二连接到电子显示屏13的串行通讯输入接口，计算机11的并行通讯口联结到打印机14的输入接口。

为清楚说明本实用新型最佳实施例，就本装置在联网系统中一个完整报警过程叙述如下：数据采集器1采集到IC读卡器2或遥控器3或密码键盘4(三选一)中的合法布防信号后，开始采集传感器5的探测信号，采集到相应信号后，等待集控分器通过数据总线6传来的征询握手信号，收到握手信号后，将警情传给集控分器7，集控分器7等待集控器8传来的征询握手信号，收到握手信号后，再将警情传给集控器8，集控器8最后将警情传给报警中心9，报警中心9收到警情后，将数据采集器1的地址及相应警情显示在发光数码管面板上，并送计算机11，计算机11根据数据采集器1的地址编码及相应的警情编码调出数据库中的相关数据，在电子地图上显示出来，并送大屏幕显示器12显示，电子显示屏13接收到计算机11送来的报警信号后，将大地图上相应具体地理位置的频闪灯点亮，打印机14则打印实时警情。

见图1中的数据信号总线6接图2数据采集器的数据口S3端子，总线6的回路地线10接图2中的电源地S2端子。

参照图2，进一步说明本实用新型在实施例中的硬件接口电路原理及数据传输原理叙述如下：数据总线6的数据输入输出端，即数据口S3端子上只存在两种逻辑状态：“1”和“0”，当微处理器16F84的RA0口输出“1”时，电源(+12V)经电子开关15送到总线6上，此时总线呈高电平状态；此高电平经电阻接收网络16的分压将12V高电平转换成晶体管-晶体管逻辑电平送入微处理器16F84的RA1口；当16F84的RA0口输出“0”时，电子开关15关闭，总线通过下拉电阻R7拉成低电平。工作时，数据流通过16F84的输出口RA0口送到数据总线6上，通过16F84的输入口RA1口接收。同一时刻，下挂在总线6两端的数据采集器1或集控分器7通过其内的微处理器控制，只有其一向总线上发送数据流，另外一个处于接收数据流状态，以分时传送的方式实现半双工传输，避免总线6上出现逻辑混乱；集控分器7和集控器8、集控器8和报警中心9之间在总线6上的数据传输和上述方式相同。这样，实现工程安装布线时，只需用一条屏蔽线，就可将数据采集器、集控分器、集控器和报警中心等小系统联网成大系统报警。

本实用新型的核心技术内容是采用了先进的微处理器汇编语言编程技术，通过软件控制结合精简的外围硬件电路来实现联网，具体的控制过程如下：首先，要实现数据通讯过程，数据采集器1、集控分器7和集控器8必须写入特定的地址编码，以便报警中心9的装置和电脑登录具体单元的运作情况；其次，数据采集器1须将不同防区所触发的警情及多种故障信息进行特定编码，以便报警中心9的装置能够识别警情类别和故障原因。

数据采集器1的微处理器采用PIC16F84，可经受强烈的射频干扰，其内置看门狗电路使系统工作可靠稳定，并加有电源监控电路IC6、R1、R27、C7，IC6采用低电压检测器7033，以保证系统不受电源波动出现死机现象。C1、C2、IC1、C3、C4组成+5V电源供电系统，IC1采用三端稳压器7805。其中RB7口不停采集合法的布防信号，此布防信号可通过IC卡读卡器2、遥控器3或密码键盘4其中之一来实现，每种工具采用的保密手段都难以破译。数据采集器1上装有接收手持遥控器3信号的高频接收板19，手持遥控器3将硬件编码及按键信号加载到200MHZ～300MHZ高频信号上，用调幅的手段发射至数据采集器1上的高频接收板19，高频接收板19滤掉干扰信号，解调出遥控器3送来的信息码，并送给微型处理器16F84分析鉴别，如身份识别正确，则转而执行相应的按键功能，遥控器3发射有效距离不小于20米，可在户外对数据采集器1进行布、撤防，并由此可在不受时空限制下，通过遥控器3的某个按键，将紧急求助信号的键编码通过数据采集器1送至报警中心9。通过密码键盘4的一组有效识别码可实现对退出\进入延时参数编程功能，或对数据采集器1进行布、撤防。用微处理器16F84可智能地摒弃非法的布防信号，而接收合法的布防信号。一旦识别为合法的布防信号后，微处理器通过辅助电源17给感应线的传感器5供电，并开始循环检测不同防区内传感器的信息。此信息包含正常运作警情触发和线路故障。在数据采集器上，传感器5的触点开关信号经过一个线尾电阻通过电阻串并联网络18构成分压回路经过8选1模拟开关IC4(4051)通道X0、X送至双电压比较器IC3：A的反相输入端和IC3：B的正相输入端，IC3采用LM393，IC3：A的正相输入端和IC3：B反相输入端则输入经电阻网络R13、R14、R15分压的参考电压，IC3的两个模拟比较器将防区电压和参考电压比较分析，其输出端信号送至微处理器16F84的RB3和RB4口，这样就可检测出防区的线路故障信息，包括开路和短路。在所有有外围连线处都使用了耐击穿的过压浪涌电阻器RV1、RV2，以防较长的连线引起雷击及尖峰脉冲干扰，并在数据采集器1的印刷电路主板的接线接口处(S1、S3、S6、S8、S9端子)特别做有排除静电火花的绝缘放电隙。16F84的RB0、RB1、RB2口循环送并行信号000-111给IC4的A、B、C口，以控制IC4的8个模拟开关循环导通，并循环采集8个防区的信息。采集时间为微秒级，而传感器5触发信息为毫秒级，因此，排除了几个防区同时触发而出现漏判现象。微处理器专门开辟一堆栈区域，用来存贮防区信息。对防区一轮检测过后，将本数据采集器1的地址码和防区信息从堆栈底部压入堆栈，并开始检测下一轮的防区信息。同时等待集控分器7送来的征询信息，准备向上一级传输信息。此时，信息通讯流程的第一过程完毕。数据采集器1的盒内装有防撬盖和防拆盒机械触点开关，微处理器专门开辟一个防区，用来监视此开关的状态。在布防状态下，一旦数据采集器1遭强行破坏，微处理器则将遭拆警情向上一级集控分器7传送。在建筑物外围埋设感应线，参照图3：多普勒效应位移传感器IC101产生微波电磁波，在感应线L1周围建立一个空间电磁场，IC101用市面所售的RD62F，当有人在该感应区域内移动时，人体反射的微波信号产生频率偏移，引起IC101内振荡频率的波动，并输出一个超低频信号经电容器C102耦合，由三极管T101加以放大，再通过耦合电容器C103使三极管T102由正常截止变为导通，并触发555延时电路20输出高电平通过R104、三极管T103驱动继电器J1吸合，端子S10和端子S11由常闭变为常开，此开关信号经一个线尾电阻由数据采集器1的S6端子送至电压比较器  IC3：A和IC3：B，微处理器16F84则判断感应线感应器有人体侵入信号。微处理器内部带掉电数据保护的电可擦写数据存储器。工作时，数据采集器1将每次布、撤防动作写入其内，每次上电时，恢复上一次掉电时的布防或撤防状态。此外，数据采集器开辟三个全天候监视的防区，此类防区可用来扩接烟雾传感器、煤气泄漏传感器或紧急按钮等。综上所述，等待上传的信息帧须包括以下信息：上传特征码、本数据采集器地址码、布、撤防状态码、受布、撤防控制的防区地址码及运作信息码、受微控制器全天候监视的防区地址码及运作信息码，信息帧除地址码外，其他都放置于堆栈中。

集控分器7循环检测向单条数据信号线6下挂的数据采集器1发送征询信号包括以下信息：征询引导码和数据采集器的地址码。集控分器7发出一帧征询信息，即等待与此征询信息内地址码相符的数据采集器1的回码信息，一旦数据采集器1收到与自己地址码相符的征询码，就弹出堆栈栈顶的信息加上地址码送入集控分器7，集控分器7收到信息帧后，将其压入堆栈区域中，等待向上一级集控器8上传。集控分器7下挂在数据采集器1发出征询信息帧后，如果在300ms内收不到相应的数据采集器1的回码信息帧，那么集控分器7确认与所发出征询信息码中的地址码相对应的数据采集器1处于线路故障或掉电状态。集控分器7盒内装有防撬盖和防拆盒触点开关，微处理器采用PIC16F84，并开辟一个防区，全天候监视此开关状态。综上所述，集控分器7向集控器8上传的信息帧须包括以下信息：上传特征码、本集控分器地址码、下挂数据采集器传来的信息帧和本集控分器盒盖状态码。

采集器1和集控分器7间，集控器8和报警中心9间采用的通讯方式与数据采集器1和集控分器7间的通讯方式相同，见上述。报警中心9由MCS51单片机应用系统、RS232串行电路接口电路与集控器通讯的接口电路及电源组成。接收到下挂集控器8的一帧完整的信息须包括：集控分器7和集控器8的地址码及盒盖状态码、数据采集器1的信息帧。报警中心9确认为有效信息后，即由MCS51单片机串行通信口通过MAX232CDE组成通讯接口电路，传送给计算机RS232口，计算机的数据库内存有各数据采集器1、集控分器7、集控器8的地址编码，警情代码及故障代码等资料，数据库通过集控器地址编码、集控分器地址编码、数据采集器编码三类编码合一定位出具体的数据采集器地址编码，避免了定位的混淆。收到报警中心9上传的一帧完整的信息后，根据信息帧内各类信息调出数据库相应资料，显示在大屏幕显示器上。这样，就可查看每个数据采集器1的布、撤防状态和各类防区的工作状态、系统的线路状态等。

另外，报警中心9设有大功率诱发控制台，可随时诱发控制各数据采集器1的工作状态，以作定期检测和模拟警情测试。本系统中，数据采集器1与集控分器7之间，集控分器7与集控器8之间，集控器8与报警中心9之间均采用双线制，一根用来传输通讯信号的单条数据信号线6，该单条数据信号线是指不包括时钟线，但二芯，三芯均属所说单条数据信号线；另一根为数据信号回路地线10，利用两端的微控制器的信息编码，实现信息双工传输；通讯时先进行握手信息的传送，握手成功，再将信息码帧加上特定的奇偶校验位传送至尾端微控制器，尾端微控制器收到信息码帧后，确认奇偶检验位正确后，再向上一级微控制器传送相应信息，以避免信息码帧的漏传和误传。单元条数据信号线6的两边终端上专门做有抗干扰措施，并有防雷击电路及自动增益控制电路避免了传输过程中出现的各种电磁干扰，提高信号传输的可靠性和稳定性。

本实用新型的电路通过采用树状结构，可下挂多个数据采集器1，实现联网，适合于小区报警系统。增加树状结构的分枝，可扩展更多的数据采集器1。

Claims (8)

1.一种建筑物防范联网报警装置，包括以微处理器为核心的数据处理数据采集器(1)，其上有多个接口分别连传感器(5)、IC卡读卡器(2)/遥控器(3)/密码键盘(4)，及计算机生成的软件构成，其特征是：数据采集器(1)内的微处理器按照设定的通讯格式产生的指令代码通过一条带屏蔽保护的双向传输的数据信号总线(6)，将数据采集器(1)输出端分别接在集控分器(7)、集控器(8)直至报警中心(9)；数据采集器(1)接口上的传感器(5)探头是一条以感应线为轴心能产生半径可调柱状电磁场的金属环形线(L1)所构成的外围保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征是：数据采集器(1)上的接口(S8)、(S6)、(S7)分别与环形线传感器(5)接口(S12)、(S10)、(S11)；密码键盘(4)的控制信号输出接口/遥控器(3)的高频接收板(19)的解调码输出口接数据采集器(1)的接口(S9)；集控分器(7)的总线接口与数据采集器(1)的总线接口(S3)连接；集控分器(7)的总线接口连接到集控器(8)的总线接口；数据采集器(1)将采集到的IC读卡器(2)/遥控器(3)/密码键盘(4)中的任一布防信号后，再将采集到的传感器(5)的探测信号传给集控分器(7)和集控器(8)，接至由计算机(11)控制的带大屏幕显示器(12)和电子显示屏(13)的报警中心(9)。

3.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征是：所说数据采集器(1)包括由采用微处理器PIC16F84为核心部件，由晶体管-晶体管逻辑电路构成的电子开关(15)，由电阻和二极管构成的接收网络(16)，由电阻串并联网络(18)及附助电源(17)构成；采集器(1)内还设置看门狗电路，由R1、R27、C7，IC6构成的低电压检测器；由C1、C2、IC1、C3、C4构成的5V电源；由采用IC3芯片LM393和R13、R14、R15构成双电压比较器。

4.根据权利要求1或3所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征是：所述的在数据采集器(1)的接口S1、S2、S3的外围连线处均接有防雷击及尖峰脉冲干扰、耐击穿的过压浪涌电阻器RV1、RV2，并在数据采集器(1)的印刷电路主板的接线接口处S1、S3、S6、S8、S9端子处留有排除静电火花的绝缘放电隙。

5.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征是：所述传感器(5)是一个多普勒效应位移传感器，由以芯片IC101为主构成的感应信号分析比较器和三极管T101、T102、电容C103放大耦合电路，由触发555延时电路(20)和R104、三极管T103、继电器J1构成的继电回路组合而成。

6.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征还在于集控分器(7)以循环检测的手段向单条数据信号线(6)下挂的数据采集器(1)发送征询引导码和数据采集器的地址码。

7.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征还在于数据采集器(1)的接口上可下挂多个线传感器(5)。

8.根据权利要求1所述的一种建筑物防范联网报警装置，其特征还在于数据采集器(1)，集控分器(7)和集控器(8)均装有防撬盒盖和防拆盒触点开关。

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