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2、當然這也是看設備的硬盤大小,有的老款是光盤,保存時間就會短一些,并且用完一張就要換新的。
3、另外監控錄像保存不久的原因還有:視頻監控安裝公司提供的錄像設備儲存空間不夠、小區后續增加監控點位后沒有增加硬盤、錄像設備故障或設置不當。
(來源:文章屋網 )
城鎮化建設的不斷推進,城市人口數量在不斷增加,對住宅區的需求量達到增加,為滿足需求,諸多住宅小區正在如火如荼的建設。為提升住宅小區的安全性與便利性,應在小區內安裝視頻監控系統,是住宅小區安保措施的重要組成元素,通過合理的設計,能實現對小區環境的全面檢測,利于打造更為健康、和諧的小區環境。為此,本文就住宅小區視頻監控系統的設計進行了分析與探究。
【關鍵詞】住宅小區 視頻監控系統 設計
伴隨著信息技術、數字化技術的不斷發展,諸多高科技技術被應用到各個領域,實現了社會的信息化建設。為順應時代的發展需求,住宅小區實現了智能化與數字化建設,幾乎所有的小區都安裝了視頻安防監控系統(VSCS),為了提高監控系統的使用效果,應對整個監控系統進行合理的設計,對小區的安保效果影響很大。以下就住宅小區視頻監控系統設計工作進行了有效的分析。
1 住宅小區視頻監控系統概述
對于住宅小區而言,為保證居民的生命安全與財產安全,必須安裝視頻監控系統,通過該系統能實現對整個小區環境的全面監督,能避免諸多偷盜、毀壞公物等行為的出現,能達到理想的安防效果。視頻安防監控系統(VSCS)的應用,主要是借助視頻探測技術來對整個小區環境進行監視,對小區環境開展實時的監控,并對整個電子畫面進行記錄,該種裝置的存在價值是不容忽視的。智能化小區的建設,VSCS是必不可少的,其與其他安防設施進行科學的搭配,能構建更為嚴密、完善的安防系統,能將真實的小區安防信息進行呈現,利于管理者從中獲取監控信息,是提高小區管理水平的重要途徑。VSCS系統主要包含前端、傳輸、控制與顯示設備,能實現對監控信息的真實呈現,可為小區安全管理提供支撐與保障。
2 住宅小區視頻監控系統設計措施
2.1 住宅小區視頻監控系統設計需考慮的問題
2.1.1 光照
在開展住宅小區視頻監控系統設計時,光照是一個必須要考慮的因素,其會對后續監控畫面的清晰度產生很大的影響。視頻監控系統需要持續工作24h,并不是在規定的時間內或固定狀態下進行運作。監控系統的長時間應用,由于環境、時間與天氣的變化,使得光照強度發生不同程度的變化,尤其是室外,如反光、陰影、逆光與強光等因素。而在室內環境中,開關燈、人影、陰影等都可成為影響監控清晰度的關鍵所在。為應對變化多端的環境,應對視頻監控系統進行合理的設計,對核心算法予以改進,進而增強視頻分析功能,能讓監控系統在各種環境下都能適應,并對光予以調節,以達到智能分析的效果,強化對智能視頻分析技術的科學應用,能大大增強設備對光照的適應性。
2.1.2 穩定性
為了提升整個視頻監控系統性能,應增強監控系統的穩定性,對系統進行全面的優化與升級,能24h不間斷的對小區環境開展監管,可大大增強監控系統應用的實效性。
2.1.3 抗抖性能
在住宅小區內安裝視頻監控系統,所安裝的攝像頭不可設計成絕對靜止的,由于受到多種因素的影響,使得視頻監控裝置的攝像頭會發生輕微的抖動,如車輛、大風等因素的影響,一旦出現攝像頭抖動的情況,攝像頭中所呈現的視野也會發生抖動,會大大影響視頻分析效果,不利于實現目標定位。若攝像頭的抗抖性能偏低,會大大弱化對目標的科學性跟蹤,無法對目標的運動軌跡與信息進行提取,最終會大大影響視頻監控系統的設計效果。
2.2 住宅小區視頻監控系統設計
2.2.1 精心選擇前端設備
在設計住宅小區視頻監控系統時,必須嚴格控制攝像質量,精心選擇前端設備,嚴格控制好鏡頭、支架、攝像機與防護罩的質量,能借助這些裝置實現對實地圖像的有效轉化,將信號轉化為電信號,能大大增強視頻監控畫面的清晰度。在選擇攝像機時,應控制好攝像機的電荷耦合器件圖像傳感器的質量,必須加強對視頻信號的合理處理,還要精心選擇電源類型,能借助該項設備實現信號的實時同步。影響攝像機的因素在于分辨率與最低照度,控制好這兩項參數很是關鍵。
2.2.2 合理安裝監控鏡頭
通常來講,對于視頻監控系統來說,安裝鏡頭的方式主要包括CS式與C式,二者在安裝的區別在于感光表面距離上的差異。作為攝像機的重要視覺元素,鏡頭很是關鍵,其決定著成像的清晰度,選擇合適的鏡頭很是關鍵,并對鏡頭進行科學安裝與調整,能實現對清晰畫質的呈現,目前,常用的鏡頭以13in鏡頭為主。在鏡頭選擇時,要保證鏡頭成像大小與攝像機機體靶面尺寸的一致性,根據鏡頭的大小選擇合適規格的攝像機。
2.2.3 科學布設監控前端設備
前端設備在整個監控系統中扮演著重要的角色,通常來講,前段設備主要包含前段攝像機與探測器的部分構造。前端攝像機在整個監控系統中扮演著圖像采集的重要的角色,該攝像機的功能性強大,其具有視頻監視功能、報警功能與圖像的復核功能,可見,攝像機與報警系統存在著密切的聯系。因此,為了提升攝像機的使用效果,應將攝像機安裝在關鍵監視點,選擇顯眼、要害區域進行安裝,利于達到理想的監控效果。借助監控攝像頭對小區環境進行監視,能及時發現險情、治安與不法行為,能及時發現問題并作出應對處理,進而消除安全隱患,如小區內發生線路老化而引起的火災,透過監控系統可發現,能及時發現險情并及時進行應對,能降低損失。
2.2.4 主控系統設計
主控系統是視頻監控系統的核心內容,借助計算機的硬盤元件來進行圖像錄像處理,對整個畫面進行集成,實現了對集成畫面的云鏡控制、切換與分割、網絡性傳輸與報警功能等,實現了整個監控系統的智能化,進而可大大提高監控效果。
3 結束語
綜上所述,為滿足現代化城市的發展需求,保護居住居住的安全性,應加強住宅小區的安保設施建設,其中視頻安防監控系統(VSCS)是必不可少的,通過視頻監控能對整個小區內的各個街道、居民樓進行安全監管,進而提高人們居住的舒適度與滿意度。開展小區視頻監控系統設計工作,需要考慮的問題較多,如光照、穩定性、系統設計與布控等,每個環節都非常重要。
參考文獻
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關鍵詞:樓宇;智能化;安全
中圖分類號:TP18文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)26-6438-02
A Study on Village Intelligence Monitoring System
YUN Zhi-qiang
(Yancheng Biological & Engineering Branch, Jiangsu Union Technical Institute, Yancheng 224051, China)
Abstract: As people living standard rise, to the needs of the intelligent product more and more widely. Intelligent management district has become a medium-sized city residents pursuit, this demand is the rapid momentum to the small and medium-sized city spread. Whether it is an office building, or residential, intelligent management level directly affects the plot in the eyes of people. Intelligent monitoring system in residential area, office application is increasing. In view of the current intelligent monitoring system existence insufficiency, as well as in the use of the problem with the existence in management, undertook active exploration.
Key words: building; intelligent; safety
隨著全球經濟的復蘇,樓市的持續升溫,人們對小區物業管理質量和水平的要求也隨之提高,各小區智能監控系統管理水平也是伴隨著智能化產品升級而發展,其從業人員數量也大幅度的增加。目前,在一些大中城市已經出現了智能樓宇管理師、智能化新產品維保員等相關職業。
我國小區智能監控系統起源于上世紀九十年代。雖然起步較晚,然而,樓宇智能化技術的運用近幾年在我國發展非常迅猛,尤其是在某些大中城市,新建辦公樓宇、新建住宅小區都把智能化監控系統納入其中,甚至有部分城市樓宇智能化普及率已經相當高,監控管理系統已經成為辦公場所的必配設施。目前各地房地產開發商所開發的樓宇智能化項目同樣普遍受到購房者的青睞,并且已經成為部分消費者購買住宅、選擇小區的重要條件之一。
伴隨著國家數字產業化發展的進程,建筑智能化程度日益更新,城鄉居民對各自生存環境的規劃設計、建筑施工管理及小區智能化管理、服務的理念也在不斷更新,如何運用科學的、系統的、高效的管理方法,為人們營造出更具有當代氣息的工作環境、居住環境已成為锨魘啤H國樓市持續升溫,同樣也拉動了智能監控管理市場的迅猛發展。
1 小區智能監控系統組成及功能
小區智能監控系統的功能強大,覆蓋面廣。它從多方位、多角度對小區進行科學的、系統的智能化管理,以確保人們的工作與生活安全有序。通常智能監控系統會針對不同區域、不同時段、不同用戶的需求進行設置相應的防范措施,通過相關技術實現系統內、系統間諸設備間的聯動。各子系統的功能如下:
1.1 電路子系統功能
電路子系統部分采用集中供電、統一管理的方法,其它子系統的電源都由這里引出。并按需求對強弱電進行分片管理,強電部分設有漏電、短路保護裝置;弱電部分設有短路保護裝置。
電路子系統是智能監控系統的核心部分,是整個系統安全運行的基礎,為其它子系統設備提供電力保障,它關系到系統的正常運行與系統的安全。它包括對配電設備的運行狀態的監控、配電設備工作環境的檢測、設備周邊地區的安全和故障報警等功能,還設有應急保障措施,以備急是之需。
1.2 閉路電視監控及周邊防范子系統功能
閉路電視監控及周邊防范子系統是監控系統的一個重要組成部分,此部分是一種先進的、防范能力極強的綜合系統。主要包括:監視器、矩陣主機、硬盤錄像機、高速云臺等設備。有這些設備的聯合工作,我們可以在監控室里通過遙控現場攝像機及其輔助設備,對被監控場所進行實時監控,從而即時掌握指定監控管理場所情況,并從監控現場取的第一手資料,并將資料全部或有選擇地記載到指定的存儲設備。此外,還能夠使用聯動報警功能實現無人值班,通過預置點的設置進行布防,為無人看守提供了可能,為事后進行事務處理帶來方便,也為突發事件的處理提供了重要資料。
1.3 樓宇自動控制子系統功能
建筑設備自動化控制子系統主要包括給排水、供電照明、消防、電梯、冷暖空調、安全防范等。對這些設備運行狀態與故障監控是本系統的功能,對建筑設備進行實時監測,并能即時給出故障報警是自動控制系統的功能所在。
1.4 門禁管理子系統功能
門禁管理子系統包括:管理中心機、可視室外主機、普通/可視室內分機、聯網器、層間分配器、通訊轉換模塊和可視對講管理模塊等部分。能夠實現室內/外分機之間可視對話等功能。同時還能夠實現對門鎖的狀態進行監控(門磁的狀態、門禁的事件、刷卡事件等);室內/外環境安全防范(監控和報警)等功能。此外,門禁聯動硬盤錄像機還可以實現實時錄像等功能。
1.5 小區智能巡更子系統功能
小區智能巡更子系統是安全防范系統的重要組成部分,完整的巡更子系統至少是:巡更設備、傳輸介質、巡更信息點等幾部分組成。巡更子系統主要是在管轄區域及重要部位設置安裝巡更點,安排專人攜帶巡更器在預定的時間,按照設定的路線到達預定巡更點巡更且運用巡更器作記錄,在規定時間段將巡更信息反饋到管理中心。
設置巡更點,是對巡更工作進行事務監督的一種有力措施,通過巡更記錄可以查看巡更人員到位情況(包括巡更計劃執行情況、時間誤差、巡更事務處理結果等)。管理人員可以隨時調閱或打印各巡更人員的巡更情況,從而加強對巡更人員的監督管理,真正實現人防、技防相結合。
1.6 防火安全子系統功能
防火安全子系統主要是對管轄區域消防設施進行監控和管理,防火安全子系統至少是由:煙霧探測器、感溫探測器、報警按鈕和消防栓等輔助聯動設備組成。防火安全系統組成設備的聯動功能尤為重要,當發現火災隱患時,聯動報警部分會啟動報警信號、打開管轄區域安全通道。同時,啟動消防應急照明、啟動應急消防噴頭,切斷相關電源等,以阻止災情的蔓延。
1.7 定期數據查詢、分析及報表生成
此部分主要提供事件處理數據的查詢、分析等功能,以確保整個系統能正常、高效、有序地運行。通過對記載數據的排序、分類匯總,或按指定條件進行篩選,可以在較短的時間內,完成對異常情況的查詢與處理,為更好地實現人防、技防相結合作保障。
2 小區智能監控系統存在的問題
我國小區智能監控系統起源于上世紀九十年代,雖然興起較晚,然而發展速度非常迅猛,特別是在某些大中城市發展勢頭更加強勁。但是由于條件的限制或技術的不成熟,在我們國家其應用領域還不夠廣泛。在已經使用智能化監控系統的場所,還存在著很多不為人們重視的安全問題。如:不注重磁卡的存放,身份信息的保密等)。此外,由于我們智能監控系統還處于發展初期,系統本身存在著漏洞是在所難免,且有少部分漏洞因為技術方面或其它方面的原因,可能在短期內不會得到完美的解決。具體存在著以下幾個問題:
2.1 身份信息泄漏
隨著市場經濟的發展,競爭越來越激烈,眾多的用戶因辦證、求職等原因,導致用戶身份信息泄漏,這可能給不法分子帶來可趁之機。他們可能利用這些信息制作、復制用戶磁卡,給用戶帶來安全隱患。
2.2 硬件設備
由于某些產品的技術尚不夠可靠、不夠成熟,這同樣給用戶帶來安全隱患。如:用戶刷卡一次進入后,系統沒有及時判斷門是否已經關閉,并給用戶提醒,這同樣會給用戶帶來安全隱患。
2.3 系統安全威脅
由于系統自身漏洞或病毒入侵等原因,導致非法入侵,盜用系統數據的使用權,篡改、刪除某些重要信息,由此獲取對系統的操作權,并不斷干擾系統的正常運行,影響網絡正常工作,嚴重的導致系統不能正常工作,出現誤報或漏報等情況,甚至導致系統嚴重癱瘓。
我們把影響系統安全的因素分為兩類:一類為人為因素:如工作失職、管理不善等原因;另一類為自然因素,如自然災害、設備自然老化等原因。
3 小區智能監控系統改進措施
1) 提高全員安全防范意識,杜絕人為因素造成的安全隱患;
2) 選用信譽高、工作性能穩定、安全系數高的廠家硬件設備;
3) 學習先進的管理理念,選擇使用多重身份驗證識別子系統;
4) 加強組織監控力度,加強監督管理,提高工作人員的業務素質;
5) 定期、不定期地組織系統維護、升級和保養,提高系統安全性能。
4 小區智能化的未來
智能監控管理系統是高科技產品優化組合的結果,在我國雖然還屬于新興產物。然而,人類對它并不陌生,在一些較發達的國家,早在上世紀八十年代就已經步入了智能大廈的的發展階段。如:日本在建、新建的大樓幾乎是智能大廈,西文一些國家的智能大廈超萬座。目前,全球新建大廈都有不同程度地向著智能大廈方向發展,智能一條街、智能化城市發展也日趨增加。
因小區智能監控系統是運用計算機網絡管理技術對建設物內部設施進行綜合管理、自動控制的產物。隨著電子產品的升級換代,智能產品也隨之更新換代,這就要求從業人員業務能力更高。小區智能監控系統在我國興起的時間還較短,而世界上智能化建筑已經走上了高速發展的道路。在我國專業人才緊缺與不斷增長的社會需求的矛盾已經非常突出。這就要求我們相關的企業,相關的學校能及時培養出適應社會需求的職業人才,進一步提高他們的職業素質和專業技術水平,以適應社會對新興行業管理人才的需要。從而以以更加優質的服務為小區的人員服務。
關鍵詞:終端控制器;PIC單片機;串行通信;VC6.0
中圖分類號:TP338文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)25-1566-02
The PIC Monolithic Integrated Circuit Applied in Plot Supervisory System
FENG Chuan-fang1,2
(1.Anhui University of Science and Technology, Huannan 232001, China; 2.Huainan Union University, Huannan 232001, China)
Abstract: This article discusses one kind of intelligent plot supervisory system based on the PIC monolithic integrated circuit, realizing the skill of the data record of the water meter, the electric meter and the gas meter automatically, as well as the monitoring of the fire, the gas leakage, the burglary and so on. It also elaborates the designs of the system's softwares and hardwares, the PC and many PIC monolithic integrated circuit's serial communication plans while using monolithic integrated circuit related software and hardware technology.
Key words: terminal control unit; PIC monolithic integrated circuit; serial communication; VC6.0
1 引言
隨著生活水平的不斷提高,人們對居住環境的要求也大大提高,對信息服務和安全防范的要求尤為突出。如何利用計算機和通信技術在智能化小區家庭智能管理系統中,對住戶家庭水表、電表、煤氣表的自動計量以及火災、煤氣泄漏、入室盜竊等警情的實時監控已經成為信息產業的熱點技術。利用CAN總線技術雖然有其開放式、數字化、多點通信等諸多優點,但將其用于智能住宅小區,卻因其成本偏高,目前在我國還難以推廣。為此,作者開發出一種設備簡單,成本低廉,便于維護經濟型智能小區家庭管理系統,能有效地實現三表自動采集計費,防盜、防災、自動報警和遠程監控等功能。利用單片機進行實時采集,并將采集的數據通過串行口傳給PC機,PC機完成數據的運算、存儲、和打印。硬件通過PIC16FXX單片機實現,軟件由VC++6.0實現。
2 系統結構
系統是由一臺PC機(上位機)和多臺PIC單片機(下位機,作為終端控制器)構成分布式控制系統,PC機COM口帶多個終端控制器,終端控制器地址設為1-N。PC機采用巡查工作方式自動查詢小區內所有終端控制器的報警狀態,及時對各種報警信號做出響應,并通過有效手段(語音提示、電子地圖標識等)向監控中心工作人員提供報警業主家庭有關地址、電話等詳細信息,以便及時處理;同時通過抄表工作方式完成自動抄表以及報表輸出等任務。終端控制器采集用戶煤氣表、電表、水表脈沖數據,實現3表自動計數;同時采集現場的防盜、防災等信息,有意外事件發生時可自動啟動報警器報警。PC機與終端控制器采用總線式網絡結構相連,采用RS-485接口總線通信;RS485接口總線利用平衡發送和差分接收方式實現通信。以半雙工工作方式工作,最大傳輸距離可達1200m,波特率在1200和38400b/s間可設置,RS485網絡采用一對有補償的雙絞線。終端控制器采用PIC16FXX單片機,片中串行口加MAX487轉換器,選用在多點總線傳輸線中雙向數據通信應用網絡廣泛使用的MAX487收發器,其特點是具有限斜率的驅動器,即驅動器發送數字信號,其沿邊斜率是受限制的,這使電磁干擾(EMI)減至最小,并減少因電纜終端不匹配而產生的影響。接口接線簡單,維護方便,保證了抄表的可靠性和監控的實時性。
3 終端控制器硬件設計
每個家庭安裝的終端控制器是以單片機PIC16FXX為核心的數據采集和處理裝置,電路結構如圖2所示。PIC16FXX單片機是由美國Microchip公司推出的一種新型的CMOS工藝的8位單片機,具有別具特色的哈佛總線和RISC結構,以及PIC16FXX的程序存儲器為電可擦除閃速存儲器(flash),可修改程序,甚至可在線編程。PIC16F83和PIC16F84片內數據存儲器除RAM外,還有64K字節的EPROM,可以當作一般的或非易失性數據存儲器使用,簡單方便,它還具有片內上電復位,延時電路,看門狗電路等。終端控制器就是由PIC16FXX單片機擴展了8路信號輸入通道,通信接口電路,鍵盤,看門狗電路,LCD顯示器和EEPROM 24C16等。
為了簡化硬件結構,將三表設計成脈沖表,報警探頭為脈沖輸出,從而避免了在控制器主板上使用A/D轉換接口。本系統對表脈沖安排4路輸入通道,利用單片機PIC16FXX的PORTA端口輸入,表脈沖和報警脈沖信號分別通過斯密特觸發器波形整形和74LS244緩沖器進入CPU,在一定的采樣周期內,CPU輪流查詢用戶表和報警的輸入端口狀態,并進行數據分析處理,存到EEPROM 24C16相應的存儲區,等待中央計算機的查詢和抄寫。再安排4路輸入通道用于對設防、撤防、解警和求助操作的遙控處理。串行接口器件LCD液晶顯示器可顯示表數據和有關報警狀態等信息,所采用的液晶顯示模塊,內置顯示RAM和驅動控制器,通過4線與單片機相連。 8KB串行EEPROM 24C16,用以存儲用戶各表的數據信息、報警狀態信息和采集監控終端地址以及有關初始化信息。每個用戶的采集監控終端設置不同的地址,從而保證采集數據的正確無誤。
終端控制器工作過程如下:上電復位自檢后,開始運行,指示燈閃爍表示程序開始正常工作,初始化LCD,脈沖表,密碼,報警狀態,鍵盤,串口。然后進入主程序循環,首先記錄報警狀態,脈沖表數據,然后將上述兩種數據存入24C16中,查詢鍵盤,通過串口響應PC機通信命令與PC機之間進行數據傳輸。
4 系統通信
通信的發起方總是主機開始,由PC機控制通訊的主動性,單片機在通訊過程中處于被動地位。由于各分機共享同一頻率,為避免沖突,PC機通過巡查分機的工作方式查詢各單片機是否有信息要上報給PC機。
為了保證PC機與多臺單片機之間能夠準確、可靠的通信,確定一個明確而合理的通訊協議是關鍵。包括對數據格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統一規定。
為區分不同的分機,必須為每一個分機分配一個唯一的地址,此地址唯一區別各單片機。數據格式采用數據包的形式,一次傳輸一組數據,數據包格式如下:
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起始標志位:1個字節數據長度:1個字節
分機地址:1個字節數據內容:n個字節
和檢驗:2個字節命令/數據:1個字節
結束標志位:1個字節
主機向單個單片機傳數據時,首先,上位機順次發送起始標志位,目的地址位,數據,生成檢驗位,結束標志位,上位機發送后每個下位機都產生中斷把上位機數據包都接收下來,當接收到結束標志字符時,表示接受到一幀完整的數據包,然后對數據解包,把接收到的目的地和本機地址進行比較,如果不是則馬上跳出中斷服務程序,相同的話則表示要和本下位機進行通訊。主機發完信息后便等待該分機的接收應答。當接收數據包完成后,接受方也生成相應的檢驗和,如果接受方生成的檢驗和與接收到的檢驗和一致,則表明這次通訊成功,下位機根據接收到的內容給上位機發送相應的反饋信息。如果不一致,則表明此次通訊失敗,下位機給上位機發送失敗信息,要求上位機重新發送。
由于系統采用上位機巡查下位機的工作方式,單片機在通信過程中處于被動地位,只能其被輪詢到的時候才能給上位機發送數據,否則即使信息要上報主機時,也必須處于等待。上位機從第一分機依次查詢下位機,給巡查到的下位機發送查詢命令,詢問該單片機是否有信息要上報給上位機。被輪詢的單片機如果沒有信息要上報給上位機的話就給上位機發送無上報要求的指令,上位機接受到此指令后便輪詢下一地址的分機;若分機有數據需上報便回發一個有上報要求給主機,主機收到后便等待分機上報數據,有上報數據的分機組織好數據后上報給主機,然后等待主機的接收應答。主機收到分機上報的數據后進行檢查,若正確接收發正確接收應答,否則發錯誤接收應答。當接收錯誤后,主機等待分機再次上報數據,分機收到接收錯誤應答后再次發送數據。
信號傳輸中接受與發送都采用中斷方式,多機通信從機中斷服務程序如圖3所示。
5 PC機通信程序設計
上位機的軟件是基于VC++6.0實現的,其中的重點和難點是進行實時的串行通訊。應用VC++編寫串行通信程序,通常可歸納為如下四種方法:一是利用Windows API通信函數;二是使用Microsoft提供的Microsoft Communications Control控件(簡稱MSComm);三是利用第三方編寫的通信類(如MuMega Technologies公司提供的Cserial類);四是在VC++中用端口操作指令直接對串行端口編程,實現串行通信。本系統中采用的是MSComm控件,它是通過串行端口發送和接收數據,為應用程序提供串行通信功能,使用非常方便。
6 小結
本系統提出的通訊硬件和通訊協議已經在實際中使用,截止目前運行正常。這說明這種通訊方案在PC機和多臺單片機的數據通訊中快速、準確、可靠的。
參考文獻:
[1] 李朝青. PC機及單片機數據通訊技術[M]. 北京:北京航空航天大學出版社,2000.
關鍵詞:PIC單片機;只能小區;監控系統
中圖分類號:TK511 文獻標識碼:A
1、引言
伴隨著人們生活質量的逐漸提高,人們對居住環境的要求隨之也不斷提高,對于安全工作以及信息服務的要求也是非常突出的.怎樣使用計算機以及通信技術它在智能化小區家庭智能管理系統之中,對于住戶家庭電表、煤氣表等的自動計量和火災、煤氣泄漏、入室盜竊種種警情的實時檢測則已變成信息產業中備受關注的熱點。使用CAN總線技術雖然具有開放式、數字化以及多點通信等相關的優點,然而將其使用到智能住宅小區之中,具有成本偏高的缺點,當前在我國比較難推廣。所以,對其技術進行改革就很有必要。
單片機的智能小區監控系統的產生的相關背景
智能小區它是通過使用計算機技術、自動控制技術、當代通信網絡技術以及IC卡等技術,使用高效的傳輸網絡,來建立起一個住宅小區綜合物業管理中心同安防系統、物業管理系統、信息服務系統和家居智能化組合在一體的住宅小區服務以及集成管理系統。在我國經濟的飛速發展的推動之下,我國人們的生活水平不斷提高,并且也對住宅的相關功能提出了較高的要求。智能小區因為其智能化、多樣化以及舒適化是人們對居住環境的要求得到滿足。
3、系統結構
可以使用單片機來進行實時而定采集,同時把采集到的數據通過串行口來傳給PC機,那么PC機則可以完成數據它的運算、存儲、以及打印。而硬件則可以通過PC16FXX單片機來實現,而軟件則由VC++6.0來實現。
本系統則是由一臺PC機及時上位機以及多臺PIC單片機即就是下位機,來作為終端控制器,如此則就構成分布式控制的系統,PC機COM口會帶數個終端的控制器,終端控制器的地址可以為1-N。 PC機使用的是巡查的工作方式來自動查詢小區之內所有終端控制器的報警狀態,方便及時對各種報警信號做出相關的反映,同時可以通過行之有效的手段包括語音提示以及電子地圖標識等等方式來向監控中心工作人員可以提供相關報警家庭的地址以及電話等有關信息,這樣就可以方便及時的處理;并且也可以通過抄表這樣的方式來實現自動抄表和報表輸出等相關業務,而終端控制器將把用戶煤氣表、電表以及水表脈沖等相關數據來實現,并且可以收集現場的防盜以及防災等有關的信息,當意外事件發生之時則可以自動開啟報警器進行報警。PC機同終端控制器將使用總線式網絡結構相與之相連連,并且使用RS-485接口總線進行通信以及RS485接口總線來利用平衡發送以及差分接收方式這樣的方式來實現通信,用半雙工的工作方式來工作,其中最大傳輸距離將會達到達1200m,波特率將在1200HZ以及38400b/s之間則來設置. RS485網絡使用一對有補償的雙絞線。終端控制器使用PIC16FXX 單片機,片中串行口可以加MAX487轉換器,并且選擇在多點總線傳輸線之中的雙向數據通信使用網絡廣泛應用的MAX487收發器,它的特點則是限斜率的驅動器,即就是驅動器將會發送一定的數字信號,它的沿邊斜率將會受到一定的限制,這樣就會使得電磁干擾被減少到最低,同時也會減少因為電纜終端不匹配進而出現的相關的影響.接口接線簡單,在維護上比較方便,這就確保了抄表它的可靠性以及監控的實時性。其結構如下圖所示。
4、終端控制器硬件設計
每一個家庭都可以安裝有單片機PIC16FXX作為核心的數據采集以及處理裝置的終端控制器,PIC16FXX之中單片機則是由美國Microchip,該公司推出一種新型的CMOS工藝的8位單片機,具有特色的總線以及RISC的結構,和PIC16FXX的程序存儲器作為電可以擦除閃速存儲器Flash, 可修改相關的程序,或者還可以在線編程。PICI6F83以及PIC16F84片之中數據存儲器除過RAM之外,并且還有64K字節的EPROM,還可以當作普通的或者是非易失性數據存儲器來使用,如此則比較方便使用,它還具有片內之上電復位,并且可以延時電路,看門狗電路等等。終端控制器則是由PIC16FXX單片機來擴展8路信號輸入通道,通信接口電路,鍵盤,看門狗電路. LCD顯示器以及EEPROM 24C16等等。
為了可以使硬件結構簡化,使得三表設計為脈沖表,報警探頭則為脈沖來輸出,這樣就會避免在控制器的主板之上使用A/D轉換接口.本系統對脈沖安排4路輸入通道,使用單片機PIC16FXX之中的PORTA端口輸入,表脈沖以及報警脈沖信號則可以分別通過斯密特觸發器波形整形以及74LS244緩沖器進入到CPU之中,在一定的采樣周期之內,CPU可以輪流來查詢用戶表以及報警輸入端口的狀態,同時也將會進行數據的分析處理,將之存到EEPROM 24C16同其相應的存儲區之內,等著中央計算機的抄寫以及查詢。再來安排4路輸入通道使用到對撤防、設防以及解警之中。使用串行接口的器件LCD液晶顯示器可以顯示表的數據以及相關的報警狀態有關信息,使用的是液晶顯示模塊,其內置是顯示RAM以及驅動控制器,可以通過4線同中片機來相連。8KB串行EEPROM 24C16,使用存儲用戶各表的數據信息、報警狀態的信息、采集控終端地址和有關初始化的信息.每個用戶采集控終端來設置不同的地址,保證采集到數據的準確無誤。
通常來說,終端控制器工作的流程是這樣的:上電復位自檢之后,那么開始運行,當其指示燈閃爍,程序可以開始正常的工作,初始化LCD,脈沖表,密碼,報警狀態,鍵盤以及串口。之后進入主程序的循環之中,應該首先記錄它的報警的狀態,脈沖表數據,之后把上的述兩種數據將存入到24C16之中,通過串口來響應PC機通信命令同PC機之間來進行數據的傳輸。
5、 系統通信
一般來說,主機是通信的發起者,也由PC機來控制通訊的主動性,單片機他在通訊的過程之中總是一種被動的狀態。因為各個分機是共享同一個頻率的,為了有效地回避沖突,PC機則可以使用輪番檢查分機的工作方式來查詢各個單片機能否將相關的信息給上報給PC機。
為了確保PC機同數臺單片機之間可以準確、安全的通信,確保一個既明確而又合理的通訊協議是非常關鍵的。其中包括有對數據的格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯的方式以及控制字符定義等等相關問題來做出統一的規定。
區分不同的分機,應該給每一個分機來分配一個唯一的地址,該地址做重要的區別是各個單片機。數據的格式使用數據包的形式,可一次傳輸一組數據。
因為系統使用的是上位機是對下位機使用巡檢的工作方式,單片機在通信的過程中處于被動的地位,只可以其被輪詢的時候才可以給上位機來發送數據,否則即便是信息上報給主機之時,也處于等待的狀態。上位機將第一分機依次來對下位機進行查詢,在給巡查到的下位機輸送查詢的命令,詢問單片機能否將信息要給上位機上報之時。被輪詢的單片機沒有信息上報給上位機的話給上位機發送無上報要求的相關指令,上位機接受到這個指令之后便輪詢下一個地址的分機;如果分機有數據需要上報就會回發一個有上報并且要求給主機,主機收到之后等到分機上報數據,上報數據的分機應該組織好相關數據將上報給主機,接著等待主機接收的應答。主機接受分機輸送的數據之后進行相關的檢查,正確接收的話就發送正確接收,反之發送錯誤接收。接收到錯誤之后,主機等著分機重新上報數據,當分機接受到錯誤應答之后則會再次發送數據。
6、PC機通信程序設計
通常上位機的軟件則是基于V C++6.0來實現的,這之中的重點以及難點則是應該進行實時的串行通訊。使用V C++來編寫串行通信的程序,通常會有四種方法:其一是使用Widnows API通信函數;其二則是應用Microsoft提供的Microsoft Communications Control;其三則是使用第三方編寫的通信類,比如說MuMcga Tcchnologies公司的Cscrial,其四則是在V C++之中使用端口操作指令來直接對串行端口來進行編程,這樣就會有效實現串行通信。
結語
結合前文所述,以及在實踐之中的使用現狀分析其運行穩定可靠,通過軟件更新可以迅速的增容,確保系統可以有良好的服務質量,同時依據企業的規模可隨時更新軟件。這項系統的運用,不但可以節約管理成本,而且降低了運行維護費用,具有很高應用價值。
參考文獻:[1]朱銳,韓其睿.基于PIC單片機的智能小區監控系統的設計[J].計算機工程,2005,(9)