城市智能安防系統(tǒng)新型終端監(jiān)控器的研制-設(shè)計應(yīng)用

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成都迅爾科技有限公司金虹

前言

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，工商企業(yè)逐漸增多，新建居住小區(qū)不斷涌現(xiàn)，流動人口迅速增加，這些既帶來了經(jīng)濟的繁榮和人民生活水平的不斷提高，也給整個城市的綜合管理及安全保障帶來了許多的負面影響和問題?；馂?zāi)、盜搶、煤氣泄漏等嚴重影響了人民的生命財產(chǎn)安全和正常生活秩序。如何提高大中城市整體安全防范體系，增強城市綜合管理能力，是擺在政府相關(guān)部門的一項重要課題。

對此，我們在分析、比較國內(nèi)外類似系統(tǒng)和產(chǎn)品的實際應(yīng)用后，推出了《城市智能安防綜合管理系統(tǒng)》，該系統(tǒng)采用計算機及網(wǎng)絡(luò)拓樸技術(shù)，以城市監(jiān)控管理中心為樞紐，以智能控制終端為服務(wù)對象，從建立調(diào)度、監(jiān)控、綜合管理以及信息發(fā)布等多方面實現(xiàn)科學(xué)化、系統(tǒng)化和數(shù)字化，充分利用現(xiàn)代遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）、辦公自動化技術(shù)（OA）、定位系統(tǒng)技術(shù)（GPS）和現(xiàn)代通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立、健全一個全局性的《城市智能安防綜合管理系統(tǒng)》。該系統(tǒng)現(xiàn)已在省會中心城市建網(wǎng)試用，效果良好。

新型終端監(jiān)控器是與控制中心雙向?qū)崟r數(shù)據(jù)交換、本地控制執(zhí)行、隨時提供相關(guān)用戶終端信息的控制單元，是城市智能安防綜合管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。

總體設(shè)計方案和主要技術(shù)功能

新型終端監(jiān)控器設(shè)計主要從安保監(jiān)控管理子系統(tǒng)應(yīng)用和用戶脫網(wǎng)單獨使用考慮，滿足雙向數(shù)據(jù)傳輸和本地服務(wù)需求，確?？刂破鞣€(wěn)定可靠，用戶操作簡便實用，減少誤報，提高出警準確性。

①：采用世界IC微電腦芯片，功能完善，集成度高，抗干擾性強，EMC（電磁兼容性）優(yōu)良。

②：率先使用來電顯示檢測電路，主動識別監(jiān)控來電和用戶私人電話，降低振鈴聲對用戶的干擾。

③：集雙音多頻自動撥號電路和解碼電路，滿足與網(wǎng)絡(luò)雙向數(shù)據(jù)傳輸和個人單獨監(jiān)控使用。

④：智能警情排序設(shè)計，可根據(jù)報警優(yōu)先等級自動識別處理。⑤：微電腦內(nèi)含記憶體，斷電保存當前工作參數(shù)，來電時保持原工作狀態(tài)。

⑥：適合多規(guī)格多型號傳感器輸入，對開關(guān)量信號及脈沖電信號輸入均能有效處理，微電腦內(nèi)含10位模／數(shù)轉(zhuǎn)換單元，輸入信號分辨率可達4mV，大大提高了報警器工作可靠性，有效防止誤報。

⑦：監(jiān)控器設(shè)計有多項自檢電路，對主要功能隨時在線檢測，故障上報及本地提示。⑧：配有工程鍵盤安裝接口和用戶紅外遙控器，滿足不同用途需求。

硬件電路設(shè)計功能框圖

主要電路設(shè)計簡介自動摘機電話接口電路

硬件原理如圖3所示，整流橋提供極性變換，光電耦合器TLP521-1電路單元提供鈴流檢測，三極管Q1、Q2電路單元提供摘機負載和雙音多頻（DTMF）輸出功能。工作時單片機設(shè)置端口RB0為中斷輸入下降沿有效，RB1為輸出控制端口。在無來電時，RB0呈高電平，無信號跳變，當有鈴流來到時，光電耦合器TLP521-1導(dǎo)通，RB0呈現(xiàn)低電平,經(jīng)多次有效中斷計數(shù)后，確認鈴流有效，則RB1輸出高電平，驅(qū)動高壓三極管Q2導(dǎo)通，經(jīng)負載回路使極性變換后電壓降至DC8V左右，自動摘機完成。該工作電路簡單實用，工作穩(wěn)定可靠，接口電路負載特性符合電信有關(guān)標準，改變了以往常用的用1：1隔離變壓器做摘機接口的電路特點，降低了成本，提高了可生產(chǎn)性。來電顯示檢測電路

BELL202數(shù)據(jù)流協(xié)議

來電顯示（即主叫號碼識別）現(xiàn)已成為電話通信中的一項重要功能，在許多交換機和客戶服務(wù)呼叫中心都是不可缺少的，普通電話用戶大多也已開通，但具體使用在安保監(jiān)控系統(tǒng)中卻鮮有報道。我公司在城市智能安防系統(tǒng)新型終端監(jiān)控器中率先開發(fā)應(yīng)用此項技術(shù)，對提高系統(tǒng)整體性能和改善客戶服務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

主叫號碼識別是一種按V.23或BELL202數(shù)據(jù)流協(xié)議（即CallerID），把主叫電話號碼等信息在電話的呼叫階段傳給被叫客戶的一種方法，典型的CallerID協(xié)議由下列三個層次組成：

物理層：通過物理層異步傳輸8位字符，含起始位和停止位及6位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路層：鏈路層是將內(nèi)容數(shù)據(jù)幀組合成一個數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)格式如下：

示意層：數(shù)據(jù)格式如下：

FSK（頻移鍵控）

FSK（頻移鍵控）是數(shù)據(jù)在電話線上進行二進制傳輸?shù)囊环N調(diào)制方法，是用不同的載波頻率來表示二進制數(shù)據(jù)0和1，具有數(shù)據(jù)傳送效率高，抗干擾能力好的特點。

電路原理和工作過程

在該單元電路中，我公司設(shè)計采用美國MITEL公司的MT88E39的FSK（頻移鍵控）解碼芯片。該器件為16PinSOIC封裝，5個輸入腳，8個輸出腳，1對電源腳，1個內(nèi)部連接腳，具體如下：

（1）第1、2腳：運放的模擬輸入端IN+和IN-，F(xiàn)SK調(diào)制信號即由此輸入。

（2）第3腳（GS）：運放增益調(diào)整端。

（3）第4腳（VRE）：參考電壓輸出端（2.5V）。

（4）第5腳（CAP）：外接0.1F瓷片電容器接入端（另一端接地）。

（5）第6、7腳（OSC1和OSC2）：晶振的連接端OSC1和OSC2。OSC1時鐘輸入，OSC2是時鐘輸出端。

（6）第9腳（DCLK）：在不同工作方式，有不同功能。在模式0，它是串行數(shù)據(jù)輸出位同步時鐘，在無FSK信號輸入時，其為高電平；在有信號時，其上升沿指示數(shù)據(jù)位已穩(wěn)定，可以被讀取。在模式1，它作輸入端，需與微處理器的讀信號相連。

（7）第10腳（DATA）：串行數(shù)據(jù)輸出端，在無FSK信號輸入時，其為高電平；在有信號時，每字節(jié)按低位在前，高位在后送出。

（8）第11腳（/DR）：一個數(shù)據(jù)字準備好標志信號，即輸出字同步時鐘。

（9）第12腳（/CD）：在指定的時間內(nèi)，載波被檢測標志。

（10）第13腳（PWDN）：低功耗運行控制輸入端。高電平禁止，此時運放、振蕩器及內(nèi)部電路不工作。

（11）第14腳（MODE）：工作模式選擇輸入端，分為模式0和模式1。兩鐘模式的不同僅在于數(shù)據(jù)輸出與微處理器的接口方式，模式0使用較多。

（12）第15腳（IC），內(nèi)部連接端，行數(shù)據(jù)輸出端。

（13）第8、16腳(Vss、Vdd)：一對電源腳。

在電路中，我們選擇MT88E39為工作方式0,禁用低功耗模式，數(shù)據(jù)信號（DATA）接收波特率為1200B/s。當檢測到有效振鈴信號后，單片機端口RA1隨時監(jiān)測MT88E39第9腳DCLK,有下降沿跳變時，端口RA2以1200的波特率（單片機內(nèi)部定時）從MT88E39第10腳DATA(數(shù)據(jù)輸出)取得有效數(shù)據(jù)，按照上述BELL202數(shù)據(jù)流協(xié)議格式分析后即完成來電顯示識別工作。

實例分析

此實例為從四川省成都電信局接受到的FSK數(shù)據(jù)，主叫號是手被叫號是85141190，來電顯示采樣數(shù)據(jù)為：0X55,0X55……0X55,0X55,0XFB,0X04,0X13,0X310X30,0X31,0X38,0X31,0X30,0X30,0X35,0X31,0X33,0X39,0X38,0X30,0X38,0X38,0X31,0X38,0X37,0X30,0X53數(shù)據(jù)解釋：①信道有效數(shù)據(jù)：0X55,0X55……0X55,0X55數(shù)目從24個至32個不等，與首次振鈴起始有關(guān)②起始信號：0XFB此數(shù)據(jù)每次采樣均有變化③信息類型：0X04④數(shù)據(jù)長度：0X13⑤通話時間ASCⅡ碼：0X31,0X30,0X31,0X38,0X31,0X30,0X30,0X35分析為10月18日10時05分⑥主叫手機0X31,0X33,0X39,0X38,0X30,0X38,0X38,0X31,0X38,0X37,0X30⑦校驗和：0X53

音頻撥號電路

音頻撥號電路中的DTMF雙音多頻撥號IC選用的是臺灣和泰科技股份有限公司的HT9200A。該芯片系列有HT9200A,HT9200F,HT920