一种多机方式的红外报警通信系统

一种多机方式的红外报警通信系统

0红外报警系统的组成随着居住区环境的改善，人们对居住区的安全性提出了更高的要求。当前的住宅小区绝大多数使用了红外摄像头来实现防盗功能,但这种方法不足之处是缺乏实时报警功能,如果将它与红外报警系统配合使用,可实现实时监测人员翻越围墙的报警功能,从而达到提高小区安全性的目的。基于这一目标而实现的红外报警系统是由上位主机PC(上位机)和从机(下位机)子系统AT89C52构成的一种多机通信系统。其中从机子系统是由AT89C52单片机和热释电红外传感器组成终端被动式红外报警系统,主机负责从机的通信工作,当从机有报警信号产生时,主机PC以查询的方式实现与从机的通信,同时判断从机信号的类型,如果是报警,主机PC通过内部的软件显示各个从机当前的状态。同时主机PC发出报警声,提醒值班人员通过摄像头观察报警地区发生的情况。为了保证下位机的数据能高速及时、安全地传送到上位机系统中,系统远程通信采用RS-485的串行方式通信。1从机器系统的硬件电路设计开始1.1at29c52电—单片机电路控制本系统的下位机采用AT89C52单片机,主要是因为其具有低功耗、高速度的FLASHROM,支持全双工的串口通信,有较强I/O驱动能力并且与RS-485接口芯片具有较好的兼容性等特点,符合本系统的远距离通信要求。单片机AT89C52及外围控制电路结构框图如图1所示,其中P1.3用于查询红外探测电路发来的预警信号,高电平有效;P1.4用于对探测电路中的BISS0001进行复位,低电平有效;P1.5控制报警电路工作的控制端,高电平有效;TXD、RXD、P1.0作为RS-485串行通信的工作端口。其工作原理是:初始化时,下位机对上位机来说,处于休眠状态,其状态标志设为待机,此时AT89C52的主要任务是查询红外探测电路发来的电平信号(即P1.3的电平),当有人员进入检测范围时,触发红外系统报警,使P1.3变为高电平。为了防止干扰,单片机系统还要延时1s继续查询,如果仍为高电平就认为是有效的报警信号。随即将状态标志置为报警态,同时打开报警器,发出警笛声吓阻入侵者。为了防止过度扰民,报警最长时间设定为30s,值班人员根据具体情况,也可以通过上位机发出控制信号,完成使探测器复位和关闭报警器的动作。1.2自动阅读器系统红外探测及处理电路的电路图如图2所示,该电路采用BISS0001作为红外传感器信号的处理芯片,它是由两级运算放大器(OP1、OP2)、电压比较器、状态控制器、延时定时器、输出封锁定时器及参考电源等构成的数模混合专用集成电路,具有功耗低、输入阻抗高、抗干扰能力强和工作电压范围宽等优点。与热释电红外传感器连接只需少量的外围元件即可构成自动报警器。该电路的工作原理是:当有人进入防区时,通过菲涅尔透镜聚焦,热释电红外传感器接收到人体的红外信号,并将其转化为电信号。该信号通过低通滤波电路滤除高频干扰噪声后,被送到BISS0001中的运算放大器OP1,前置放大后,由电容耦合给运算放大器OP2进行二级放大,经电压比较器双向鉴幅后,在第2脚输出宽度为1.3s高电平送入单片机的P1.3,唤醒单片机与上位机的通信。达到报警目的。在实际应用中,可以通过改变BISS0001第3、4脚的电阻和电容的大小,也可以调节第2脚输出高电平的宽度。另外,BISS0001在第2脚输出由高变低后,将进入其“触发封锁时间”。系统设定时间为6s。可以通过BISS0001第5、6脚的电阻和电容的大小进行调节。这样即使有人进入防区,BISS0001的第2脚也不会输出高电平,从而避免重复报警,降低系统功耗。1.3过线报警声音的产生报警电路采用集成芯片KD-9562控制发声由单片机的P1.5端来完成,高电平有效,工作电路如图3所示。当P1.5输出高电平时,T1导通,KD-9562得电,产生报警信号,经后续三极管T2和T3放大,驱动扬声器发出报警声音。由于集成芯片KD-9562可供8种声音选择,在电路设计时选择报警声即可。2pc和通信系统的设计2.1低功率收缩器件由于PC机是系统的主控机,主机PC和单片机之间采用的是RS-485总线标准进行通信,所以在电路设计时采用RS-485通信收发器芯片为MAX487,它是MAXIM公司生产的用于RS-485通信的低功率收发器件,半双功通信方式,每种芯片都有一个驱动器和一个收发器组成。主要特点为:单+5V电源供电;低功耗时工作电流120~500μA,静态电流120μA;关闭方式,有低电流关机模式,静态电源0.1μA;驱动器有过载保护功能;共模输入电压范围-7~+12V。因为主控计算机PC机串行口使用的是RS-232标准,所以在设计电路时,必须把PC机串行口的RS-232电平转换为RS-485电平标准,本系统采用MAX232转换器把RS-232标准电平转换为TTL标准电平,然后再通过MAX487转换器把TTL标准电平转换为RS-485电平。连接电路如图4所示。2.2方案b:s1.0为了提高系统的抗干扰能力,在从机的主控板设计中,系统的通信子系统和单片机的通信子系统进行光电隔离。使用单片机的P1.0来控制通信收费器MAX487的工作状态,平时置P1.0为低电平,使从机串行口处于侦听状态,当有串行信号产生时,AT87C52判别收到的信号是否是本机号,若为本机号则置P1.0为高电平,发送应答信息,然后再置P1.0为低电平接收状态;若不是本机地址,仍然保持P1.0为低电平,使串行收发器仍处于接收侦听状态。连接电路图5所示。3软件方案的设计3.1at29c52温度计算机模块的工作原理由于本系统是由主机PC机与多个单片机系统构成的多机通信系统,所以系统采用主从方式通信,主机PC处于主导和支配地位,从机处于被动的地位。主机发送的信息可以传送到所有的从机或指定的从机上,而从机发送的信息只能为主机接收,从机之间不能直接通信。因此从机AT89C52单片机必须在方式2或方式3下工作,其通信原理为:从机在建立与主机通信之前所有分机的SM2都置1,即随时处于对通信线路监听的状态,只能收到主机发送来的机号信息。主机向从机发送信息时,每帧数据的第9位都为1,所有分机都接收到机号信息,从机收到机号后判断主机是否呼叫本机。如果呼叫本机则进入正式通信状态,清除SM2,并把本机号发送给主机作为应答,然后才开始接收主机发送来的信息。而其它从机由于机号不符它们的SM2仍然为1,仍处于监听状态,无法接收主机发送来的数据信息。主机收到从机发送来的回应信息后,比较主机已发送的机号与刚接收的机号是否相符。如果不符,则发出错误信息;如果相符,则正式发送数据信息,这是发送的每帧的第9位都为0。只有SM2为0的从机才能接收到主机发送的信息。3.2睡眠状态的实现下位机从机AT89C52处于前端测控系统,在初始化时,设置状态标志为0,表示系统处于监听状态,此时即使上位机发来正确的地址信号,单片机也不予理睬,对上位机来说是处于睡眠状态。在睡眠状态下单片机系统以不间断的查询方式判断P1.3是否为高电平报警,如果判断为报警,置状态标志为1,单片机被唤醒,并且按照通信方式,向上位机发送报警信息。同时使P1.5输出高电平提供报警芯片的工作电压,控制30s报警器发声。在此期间,如果接收到上位机发来的清除报警信息,单片机将使P1.5设为低电平,关闭报警,清除状态标记为0,并使红外传感电路复位,单片机系统回到原来的睡眠状态。单片机的报警定时由T0以中断的方式来完成。3.3rs-42-vb-2-o-环为了使系统有一个友好的界面,主机PC的软件设计主要完成两部分的任务。一是对单片机进行数据查询;二是要用高级语言设计一个人机交互的良好界面。本系统利用VB软件进行设