一種多機方式的紅外報警通信系統(tǒng)

一種多機方式的紅外報警通信系統(tǒng)

0紅外報警系統(tǒng)的組成隨著居住區(qū)環(huán)境的改善，人們對居住區(qū)的安全性提出了更高的要求。當前的住宅小區(qū)絕大多數(shù)使用了紅外攝像頭來實現(xiàn)防盜功能,但這種方法不足之處是缺乏實時報警功能,如果將它與紅外報警系統(tǒng)配合使用,可實現(xiàn)實時監(jiān)測人員翻越圍墻的報警功能,從而達到提高小區(qū)安全性的目的?；谶@一目標而實現(xiàn)的紅外報警系統(tǒng)是由上位主機PC(上位機)和從機(下位機)子系統(tǒng)AT89C52構(gòu)成的一種多機通信系統(tǒng)。其中從機子系統(tǒng)是由AT89C52單片機和熱釋電紅外傳感器組成終端被動式紅外報警系統(tǒng),主機負責從機的通信工作,當從機有報警信號產(chǎn)生時,主機PC以查詢的方式實現(xiàn)與從機的通信,同時判斷從機信號的類型,如果是報警,主機PC通過內(nèi)部的軟件顯示各個從機當前的狀態(tài)。同時主機PC發(fā)出報警聲,提醒值班人員通過攝像頭觀察報警地區(qū)發(fā)生的情況。為了保證下位機的數(shù)據(jù)能高速及時、安全地傳送到上位機系統(tǒng)中,系統(tǒng)遠程通信采用RS-485的串行方式通信。1從機器系統(tǒng)的硬件電路設計開始1.1at29c52電—單片機電路控制本系統(tǒng)的下位機采用AT89C52單片機,主要是因為其具有低功耗、高速度的FLASHROM,支持全雙工的串口通信,有較強I/O驅(qū)動能力并且與RS-485接口芯片具有較好的兼容性等特點,符合本系統(tǒng)的遠距離通信要求。單片機AT89C52及外圍控制電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,其中P1.3用于查詢紅外探測電路發(fā)來的預警信號,高電平有效;P1.4用于對探測電路中的BISS0001進行復位,低電平有效;P1.5控制報警電路工作的控制端,高電平有效;TXD、RXD、P1.0作為RS-485串行通信的工作端口。其工作原理是:初始化時,下位機對上位機來說,處于休眠狀態(tài),其狀態(tài)標志設為待機,此時AT89C52的主要任務是查詢紅外探測電路發(fā)來的電平信號(即P1.3的電平),當有人員進入檢測范圍時,觸發(fā)紅外系統(tǒng)報警,使P1.3變?yōu)楦唠娖健榱朔乐垢蓴_,單片機系統(tǒng)還要延時1s繼續(xù)查詢,如果仍為高電平就認為是有效的報警信號。隨即將狀態(tài)標志置為報警態(tài),同時打開報警器,發(fā)出警笛聲嚇阻入侵者。為了防止過度擾民,報警最長時間設定為30s,值班人員根據(jù)具體情況,也可以通過上位機發(fā)出控制信號,完成使探測器復位和關閉報警器的動作。1.2自動閱讀器系統(tǒng)紅外探測及處理電路的電路圖如圖2所示,該電路采用BISS0001作為紅外傳感器信號的處理芯片,它是由兩級運算放大器(OP1、OP2)、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延時定時器、輸出封鎖定時器及參考電源等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?具有功耗低、輸入阻抗高、抗干擾能力強和工作電壓范圍寬等優(yōu)點。與熱釋電紅外傳感器連接只需少量的外圍元件即可構(gòu)成自動報警器。該電路的工作原理是:當有人進入防區(qū)時,通過菲涅爾透鏡聚焦,熱釋電紅外傳感器接收到人體的紅外信號,并將其轉(zhuǎn)化為電信號。該信號通過低通濾波電路濾除高頻干擾噪聲后,被送到BISS0001中的運算放大器OP1,前置放大后,由電容耦合給運算放大器OP2進行二級放大,經(jīng)電壓比較器雙向鑒幅后,在第2腳輸出寬度為1.3s高電平送入單片機的P1.3,喚醒單片機與上位機的通信。達到報警目的。在實際應用中,可以通過改變BISS0001第3、4腳的電阻和電容的大小,也可以調(diào)節(jié)第2腳輸出高電平的寬度。另外,BISS0001在第2腳輸出由高變低后,將進入其“觸發(fā)封鎖時間”。系統(tǒng)設定時間為6s?？梢酝ㄟ^BISS0001第5、6腳的電阻和電容的大小進行調(diào)節(jié)。這樣即使有人進入防區(qū),BISS0001的第2腳也不會輸出高電平,從而避免重復報警,降低系統(tǒng)功耗。1.3過線報警聲音的產(chǎn)生報警電路采用集成芯片KD-9562控制發(fā)聲由單片機的P1.5端來完成,高電平有效,工作電路如圖3所示。當P1.5輸出高電平時,T1導通,KD-9562得電,產(chǎn)生報警信號,經(jīng)后續(xù)三極管T2和T3放大,驅(qū)動揚聲器發(fā)出報警聲音。由于集成芯片KD-9562可供8種聲音選擇,在電路設計時選擇報警聲即可。2pc和通信系統(tǒng)的設計2.1低功率收縮器件由于PC機是系統(tǒng)的主控機,主機PC和單片機之間采用的是RS-485總線標準進行通信,所以在電路設計時采用RS-485通信收發(fā)器芯片為MAX487,它是MAXIM公司生產(chǎn)的用于RS-485通信的低功率收發(fā)器件,半雙功通信方式,每種芯片都有一個驅(qū)動器和一個收發(fā)器組成。主要特點為:單+5V電源供電;低功耗時工作電流120~500μA,靜態(tài)電流120μA;關閉方式,有低電流關機模式,靜態(tài)電源0.1μA;驅(qū)動器有過載保護功能;共模輸入電壓范圍-7~+12V。因為主控計算機PC機串行口使用的是RS-232標準,所以在設計電路時,必須把PC機串行口的RS-232電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平標準,本系統(tǒng)采用MAX232轉(zhuǎn)換器把RS-232標準電平轉(zhuǎn)換為TTL標準電平,然后再通過MAX487轉(zhuǎn)換器把TTL標準電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平。連接電路如圖4所示。2.2方案b:s1.0為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力,在從機的主控板設計中,系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)和單片機的通信子系統(tǒng)進行光電隔離。使用單片機的P1.0來控制通信收費器MAX487的工作狀態(tài),平時置P1.0為低電平,使從機串行口處于偵聽狀態(tài),當有串行信號產(chǎn)生時,AT87C52判別收到的信號是否是本機號,若為本機號則置P1.0為高電平,發(fā)送應答信息,然后再置P1.0為低電平接收狀態(tài);若不是本機地址,仍然保持P1.0為低電平,使串行收發(fā)器仍處于接收偵聽狀態(tài)。連接電路圖5所示。3軟件方案的設計3.1at29c52溫度計算機模塊的工作原理由于本系統(tǒng)是由主機PC機與多個單片機系統(tǒng)構(gòu)成的多機通信系統(tǒng),所以系統(tǒng)采用主從方式通信,主機PC處于主導和支配地位,從機處于被動的地位。主機發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機或指定的從機上,而從機發(fā)送的信息只能為主機接收,從機之間不能直接通信。因此從機AT89C52單片機必須在方式2或方式3下工作,其通信原理為:從機在建立與主機通信之前所有分機的SM2都置1,即隨時處于對通信線路監(jiān)聽的狀態(tài),只能收到主機發(fā)送來的機號信息。主機向從機發(fā)送信息時,每幀數(shù)據(jù)的第9位都為1,所有分機都接收到機號信息,從機收到機號后判斷主機是否呼叫本機。如果呼叫本機則進入正式通信狀態(tài),清除SM2,并把本機號發(fā)送給主機作為應答,然后才開始接收主機發(fā)送來的信息。而其它從機由于機號不符它們的SM2仍然為1,仍處于監(jiān)聽狀態(tài),無法接收主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息。主機收到從機發(fā)送來的回應信息后,比較主機已發(fā)送的機號與剛接收的機號是否相符。如果不符,則發(fā)出錯誤信息;如果相符,則正式發(fā)送數(shù)據(jù)信息,這是發(fā)送的每幀的第9位都為0。只有SM2為0的從機才能接收到主機發(fā)送的信息。3.2睡眠狀態(tài)的實現(xiàn)下位機從機AT89C52處于前端測控系統(tǒng),在初始化時,設置狀態(tài)標志為0,表示系統(tǒng)處于監(jiān)聽狀態(tài),此時即使上位機發(fā)來正確的地址信號,單片機也不予理睬,對上位機來說是處于睡眠狀態(tài)。在睡眠狀態(tài)下單片機系統(tǒng)以不間斷的查詢方式判斷P1.3是否為高電平報警,如果判斷為報警,置狀態(tài)標志為1,單片機被喚醒,并且按照通信方式,向上位機發(fā)送報警信息。同時使P1.5輸出高電平提供報警芯片的工作電壓,控制30s報警器發(fā)聲。在此期間,如果接收到上位機發(fā)來的清除報警信息,單片機將使P1.5設為低電平,關閉報警,清除狀態(tài)標記為0,并使紅外傳感電路復位,單片機系統(tǒng)回到原來的睡眠狀態(tài)。單片機的報警定時由T0以中斷的方式來完成。3.3rs-42-vb-2-o-環(huán)為了使系統(tǒng)有一個友好的界面,主機PC的軟件設計主要完成兩部分的任務。一是對單片機進行數(shù)據(jù)查詢;二是要用高級語言設計一個人機交互的良好界面。本系統(tǒng)利用VB軟件進行設