專利名稱：：分布式雙級(jí)控制的紅外安防系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種紅外安防系統(tǒng)，尤其是在空間距離上呈現(xiàn)總線分布式、控制結(jié)構(gòu)分為上下兩級(jí)、自動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)多達(dá)480的大型紅外安防系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：紅外檢測已較為廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)安防系統(tǒng)中。普通被動(dòng)紅外檢測技術(shù)是比較人體與背景物體的紅外輻射差異，從而檢測出人員入侵等狀況。單純的紅外檢測容易引發(fā)誤報(bào)警。紅外微波雙鑒檢測是把被動(dòng)紅外探測和主動(dòng)微波探測兩者結(jié)合起來，既保持微波探測可靠性高、與熱源無關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，又集成紅外探測無照明和亮度要求、可晝夜運(yùn)行的特點(diǎn)，從而提高了檢測精度，降低了誤報(bào)率。本實(shí)用新型中紅外探頭即采用了紅外微波雙鑒式。目前，紅外安防系統(tǒng)主要具有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種是單機(jī)式系統(tǒng)，即以單片機(jī)為核心構(gòu)成的獨(dú)立系統(tǒng)，其成本低、可靠性較好；但它能夠同時(shí)監(jiān)控的紅外探頭數(shù)一般最多只有16，且系統(tǒng)不具備擴(kuò)展性。另一種是分布式系統(tǒng)，它是以單片機(jī)構(gòu)成局部采集器，多路紅外探頭連接到采集器，進(jìn)而利用監(jiān)控PC機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)采集器；該類系統(tǒng)能監(jiān)控的紅外探頭數(shù)最多可達(dá)100，但其成本較高、未實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制、長期工作可靠性差。當(dāng)前，基于總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，整體系統(tǒng)均采用單片機(jī)，依據(jù)"分散采集、集中管理"兩級(jí)控制模式而實(shí)現(xiàn)的紅外安防系統(tǒng)尚未見到。該類系統(tǒng)將具有成本更低，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)更多，擴(kuò)展性更好，控制的可靠性及靈活性更高等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)單機(jī)式安防系統(tǒng)中紅外探頭數(shù)少、系統(tǒng)不具備擴(kuò)展性，以及當(dāng)前分布式安防系統(tǒng)中采用PC機(jī)集中監(jiān)控、成本較高、長期工作的可靠性較差等不足，本實(shí)用新型提供一種分布式雙級(jí)控制的大型紅外安防系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于RS-485總線網(wǎng)絡(luò)，采用了雙級(jí)控制結(jié)構(gòu)，上下兩級(jí)控制器均以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)；因而，系統(tǒng)的整體成本更低，具有良好的擴(kuò)展功能，兩級(jí)控制器獨(dú)立工作，可靠性較高。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述系統(tǒng)包括了集中控制器(101)、RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)、節(jié)點(diǎn)控制器(103)、IO接口線(104)以及紅外探頭(105);并且集中控制器(101)是通過RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)連接至節(jié)點(diǎn)控制器(103)，彼此獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)控制器(103)又分別通過各自IO接口線(104)連接到紅外探頭(105)。集中控制器(101)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)配置、接收各節(jié)點(diǎn)控制器(103)信息以及整體狀態(tài)的顯示，節(jié)點(diǎn)控制器(103)完成了局部范圍的狀態(tài)收集、報(bào)警控制及其通訊傳輸，而各個(gè)紅外探頭(105)實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)的安防狀態(tài)檢測。上述方案中，集中控制器(101)和節(jié)點(diǎn)控制器(103)都是以單片機(jī)為核心而實(shí)現(xiàn)。集中控制器(101)通過RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)，可以連接多達(dá)20個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器(103)，且無需任何監(jiān)控或管理PC機(jī)。節(jié)點(diǎn)控制器(103)共具有24路帶光電隔離的紅外檢測輸入通道，可以脫離集中控制器(101)而單獨(dú)工作。同時(shí)，集中控制器(101)和節(jié)點(diǎn)控制器(103)都具備蓄電池、充放電電路，從而整體系統(tǒng)斷電后也能正常工作。RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)采用了主從式的固定長度6字節(jié)通訊協(xié)議，保證了通訊的實(shí)時(shí)性與可靠性。因此，集中控制器(101)和節(jié)點(diǎn)控制器(103)構(gòu)成了雙級(jí)控制結(jié)構(gòu)，RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)和IO接口線(104)實(shí)現(xiàn)了物理空間上的分布式，系統(tǒng)全部的紅外檢測點(diǎn)數(shù)可以多達(dá)24X20=480個(gè)，實(shí)現(xiàn)了大型化。本實(shí)用新型使用時(shí)，由集中控制器(101)具有的液晶顯示模塊(310)顯示整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)信息，包括日期時(shí)間、節(jié)點(diǎn)控制器數(shù)目、各監(jiān)控點(diǎn)布防或撤防狀態(tài)、當(dāng)前報(bào)警記錄、歷史報(bào)警記錄、操作菜單提示等。用戶通過集中控制器(101)的輸入鍵盤(306)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置、測試及記錄查閱等操作，非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(307)中保持了歷史報(bào)警記錄和系統(tǒng)配置等信息。用戶操作進(jìn)行分級(jí)管理，具有不同權(quán)限，能夠進(jìn)入不同菜單。該系統(tǒng)的操作流程如下進(jìn)入用戶分級(jí)管理、修改密碼、修改日期時(shí)間、查看和管理歷史監(jiān)控記錄、設(shè)置各紅外探頭設(shè)防/撤防狀態(tài)及時(shí)間、自動(dòng)和手動(dòng)布防管理、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊測試、進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)控制器的報(bào)警峰鳴測試等，然后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入配置的自動(dòng)工作狀態(tài)。本實(shí)用新型的有益效果是(l)系統(tǒng)中所有控制器均以單片機(jī)為核心而實(shí)現(xiàn)，整體系統(tǒng)的成本更低，實(shí)時(shí)性更好；(2)總體采用了分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，基于RS-485總線網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)建，系統(tǒng)能夠監(jiān)控的區(qū)域較大，探頭總數(shù)達(dá)到480個(gè)，擴(kuò)展性和可維護(hù)性能良好。(3)該系統(tǒng)遵循了"分散采集、集中管理"兩級(jí)控制模式，集中控制器與節(jié)點(diǎn)控制器相對(duì)獨(dú)立工作，監(jiān)控可靠性得以提高；(4)軟硬件均采用了功能模塊化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)配置與安裝將更加方便、靈活。圖1是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的連接示意圖。圖2是本實(shí)用新型中節(jié)點(diǎn)控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本實(shí)用新型中集中控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本實(shí)用新型中RS-485通訊協(xié)議結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。參見圖1:各紅外探頭(105)采用了紅外微波雙鑒式探頭，安裝在需安防監(jiān)控的單個(gè)房間內(nèi)，通過IO接口線(104)連接到不同區(qū)域的節(jié)點(diǎn)控制器(103);節(jié)點(diǎn)控制器(103)分別采集各自區(qū)域內(nèi)所有紅外探頭(105)的狀態(tài)信息，其監(jiān)控區(qū)域一般分別對(duì)應(yīng)于某一樓層或門棟；集中控制器(101)通過RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)連接所有的節(jié)點(diǎn)控制器(103)，集中控制器(101)通常安裝在小區(qū)或樓宇的監(jiān)視值班室，它完成系統(tǒng)的整體設(shè)置和顯示。在實(shí)施例中，紅外探頭(105)選用了紅外微波雙鑒探頭DT7235T;I0接口線(104)采用非屏蔽4芯電纜AVVR4X0.2，單段長度不超過100米；RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)的通訊線選用了屏蔽雙絞線AVVR4X0.2，其總長度不超過1200米。參見圖2:節(jié)點(diǎn)控制器(103)是以單片機(jī)處理器(201)為核心實(shí)現(xiàn)，內(nèi)部固化了該控制器通訊地址，它通過RS-485收發(fā)器(202)掛接到RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102);AC-DC電源(203)與蓄電池(204)經(jīng)充放電電路(205)給單片機(jī)供電；本區(qū)域24路紅外探頭經(jīng)10接口線(104)、光電隔離(206)及IO輸入口(207)模塊后進(jìn)入單片機(jī)處理；一路輸出繼電器(208)用于控制報(bào)警蜂鳴器(209);另一路電源繼電器(210)則用于紅外探頭電源(211)的通斷控制。節(jié)點(diǎn)控制器(103)獨(dú)立完成本區(qū)域的狀態(tài)采集和報(bào)警控制，并與集中控制器(101)實(shí)現(xiàn)主從式數(shù)據(jù)通訊；其整體安裝于鐵制外盒內(nèi)，僅蜂鳴器(209)安裝在外面。在實(shí)施例中，單片機(jī)處理器(201)采用了AT89S52，RS-485收發(fā)器(202)選用MAX1485E，AC-DC電源(203)為輸出+5V、1.5A，蓄電池(204)為鉛酸蓄電池12Ah、+12V輸出，充放電電路(205)采用恒壓充電模式，光電隔離(206)選用TLP521-4模塊，10輸入口(207)為AT89S52的P0、P1、P2口，輸出繼電器(208)和電源繼電器(210)均采用G3SD-Z01P，蜂鳴器(209)選用+12￥、80，紅外探頭電源(211)是直流+12V、3A。參見圖3:集中控制器(101)也是以單片機(jī)處理器(301)為核心而實(shí)現(xiàn)，它通過RS-485收發(fā)器(302)掛接到RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102);AC-DC電源(303)與蓄電池(304)經(jīng)充放電電路(305)給單片機(jī)供電；用戶通過輸入鍵盤(306)進(jìn)行菜單操作和整體系統(tǒng)設(shè)置；非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(307)保存了系統(tǒng)參數(shù)和歷史報(bào)警數(shù)據(jù)；繼電器(308)用于控制全局報(bào)警蜂鳴器(309);液晶顯示(310)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和全局狀態(tài)顯示；時(shí)鐘芯片(311)可獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)的自動(dòng)布撤防。集中控制器(101)可以通過總線通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)下級(jí)各節(jié)點(diǎn)控制器(103)的控制設(shè)置、狀態(tài)采集和工作調(diào)試，并且集中顯示全局的安防狀態(tài)；其整體也安裝于鐵制外盒內(nèi)，僅蜂鳴器(309)安裝在外面。在實(shí)施例中，單片機(jī)處理器(301)采用了AT89C55，RS-485收發(fā)器(302)選用MAX1485E，AC-DC電源(303)為輸出+5V、2A，蓄電池(304)為鉛酸蓄電池16Ah、+12￥輸出，充放電電路(305)采用恒壓充電模式，輸入鍵盤(306)選用4X4標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(307)采用了串行24C04,繼電器(308)為G3SD-Z01P，蜂鳴器(309)選用+12乂、80，液晶顯示(311)選用了0CMJ15X20D。參見圖4:本實(shí)用新型中，RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)采用了主從式的通訊模式，即通訊只能由集中控制器(101)發(fā)起；且數(shù)據(jù)包長度固定為6字節(jié)，依次是節(jié)點(diǎn)控制器地址字節(jié)、指令字節(jié)、3個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)、累加和字節(jié)。在實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)控制器地址字節(jié)的值可為120，指令字節(jié)的值可為18，3個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的值取決于指令類型，累加和字節(jié)的值為前5字節(jié)之和對(duì)256取余數(shù)。實(shí)施例中具體通訊協(xié)議的類型如下表所示。其中，狀態(tài)字節(jié)S1.0Sl.7對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)控制器所屬的紅外探頭18，狀態(tài)字節(jié)S2.0S2.7對(duì)應(yīng)所屬探頭916，狀態(tài)字節(jié)S3.0S3.7對(duì)應(yīng)所屬探頭1724，且各位為"0"表示有報(bào)警狀態(tài)、各位為"1"表示無報(bào)警狀態(tài)；屏蔽字節(jié)Ml.0Ml.7對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)控制器所屬的紅外探頭18，屏蔽字節(jié)M2.0M2.7對(duì)應(yīng)探頭916，屏蔽字節(jié)M3.0M3.7對(duì)應(yīng)探頭1724，且各位為"1"表示屏蔽、各位為"0"表示開放；而通訊測試字節(jié)T1T3均為隨機(jī)值。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種分布式雙級(jí)控制的大型紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括集中控制器(101)、RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)、節(jié)點(diǎn)控制器(103)、IO接口線(104)以及紅外探頭(105)；并且集中控制器(101)是通過RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)連接至節(jié)點(diǎn)控制器(103)，節(jié)點(diǎn)控制器(103)又通過IO接口線(104)連接到紅外探頭(105)，所述集中控制器(101)完成了系統(tǒng)的整體配置和狀態(tài)顯示，所述節(jié)點(diǎn)控制器(103)完成局部范圍的狀態(tài)收集和通訊傳輸，所述紅外探頭(105)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)的安防狀態(tài)檢測。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，集中控制器(101)是以單片機(jī)處理器(301)為核心，包括AC-DC電源(303)、輸入鍵盤(306)、非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片(307)、繼電器(308)、蜂鳴器(309)、液晶顯示(310)、時(shí)鐘芯片(311)模塊，并通過RS-485收發(fā)器(302)連接到RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102);集中控制器(101)可以連接最多達(dá)20個(gè)節(jié)點(diǎn)控制器(103)。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，節(jié)點(diǎn)控制器(103)是以單片機(jī)處理器(201)為核心，包括AC-DC電源(203)、光電隔離(206)、10輸入口(207)、輸出繼電器(208)、蜂鳴器(209)、電源繼電器(210)、紅外探頭電源(211)模塊；節(jié)點(diǎn)控制器(103)共具有24路帶光電隔離的紅外檢測輸入通道；且由RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)配置后，可以脫離集中控制器(101)而單獨(dú)工作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)采用了主從式的固定長度通訊協(xié)議。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，紅外探頭(105)均采用了紅外與微波雙鑒復(fù)合式探頭。6.根據(jù)權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)通訊速率為9600bps時(shí)，集中控制器(101)和節(jié)點(diǎn)控制器(103)之間距離可達(dá)1200米；工作電壓為+12V時(shí)，節(jié)點(diǎn)控制器(103)和紅外探頭(105)之間距離可達(dá)100米；整套系統(tǒng)最多可以監(jiān)控探頭的總數(shù)能達(dá)到24X20=480。7.根據(jù)權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的分布式雙級(jí)控制紅外安防系統(tǒng)，其特征在于，集中控制器(101)和節(jié)點(diǎn)控制器(103)均具備蓄電池、充放電電路，整體系統(tǒng)斷電后能夠正常工作。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分布式雙級(jí)控制的大型紅外安防系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括集中控制器(101)、RS-485總線網(wǎng)絡(luò)(102)、節(jié)點(diǎn)控制器(103)、IO接口線(104)以及紅外探頭(105)；并且集中控制器是通過RS-485總線網(wǎng)絡(luò)連接至節(jié)點(diǎn)控制器，節(jié)點(diǎn)控制器又通過IO接口線連接到紅外探頭。集中控制器完成系統(tǒng)的整體配置和狀態(tài)顯示，節(jié)點(diǎn)控制器完成局部范圍的狀態(tài)收集和通訊傳輸，紅外探頭實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)的安防狀態(tài)檢測。集中控制器和節(jié)點(diǎn)控制器構(gòu)成雙級(jí)控制結(jié)構(gòu)，RS-485總線網(wǎng)絡(luò)和IO接口線實(shí)現(xiàn)了物理空間分布式。集中控制器和節(jié)點(diǎn)控制器均以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)，且都帶有蓄電池；因此系統(tǒng)無需監(jiān)控PC機(jī)，斷電后也能正常工作。文檔編號(hào)G08B13/18GK201518152SQ20092006635公開日2010年6月30日申請(qǐng)日期2009年10月21日優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日發(fā)明者彭可,彭年香,徐孟龍,李仲陽,楊進(jìn)寶,黃丹申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué)