專利名稱：建筑物防范聯網報警裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑物防范聯網報警裝置，確切的說是一種在住宅小區內/建筑物外圍架設微波感應線，并進行全過程智能監控報警器的傳感裝置。
現有建筑物防范聯網報警裝置主要是裝設在建筑物內的各種電子報警器。它由各種傳感器或開關連接報警器，一般通過電話撥號器與報警中心聯系。發生警情時，傳感器被觸發，驅動報警器及電話撥號器工作，將該警情信息通過市話網采用雙音多頻或頻移鍵控方式傳輸到報警中心，實現報警。該裝置盡管可以實現大范圍聯網，但是因為其運用市話網傳輸，每個聯網報警單元在硬件上須加設電話撥號器及電話搶線和摘機電路；每次報警傳送警情時，必須采用搶線方式切斷用戶電話，且需浪費市話費用，所以成本比較高。現有聯網報警系統也有用數據專線傳輸警情，但其下掛的報警單元一般采用硬件編址，需大量硬件堆積電路來處理各種信息，且專線上能傳輸的信息量很少，并不能監視每個報警單元的詳細工作狀態，如布撤防狀態、每個防范區域狀態等。另外，現有報警裝置大都采用人體熱釋電傳感器作為外圍傳感裝置，此種傳感器受環境溫度影響較大。
本實用新型的目的在于提供一種在住宅小區內/建筑物外圍周邊布防，架設線形感應線，在行竊者沒有入室之前就能發出預警信號。使用先進的微處理器控制技術，用一根數據信號總線進行傳輸和處理各類信號，以代替電話線傳輸。使住宅小區/建筑物防范聯網系統，實現全過程智能化監控和大容量用戶防范聯網報警。
為實現本實用新型的任務，其設計方案如下一種建筑物防范聯網報警裝置，包括以微處理器為核心的數據處理數據采集器1，其上有多個接口分別連傳感器5、IC卡讀卡器2或遙控器3或密碼鍵盤4，及計算機生成的軟件構成，其特征是數據采集器1內的微處理器按照設定的通訊格式產生的指令代碼通過一條帶屏蔽保護的雙向傳輸的數據信號總線6，將數據采集器1輸出端分別接在集控分器7、集控器8直至報警中心9；數據采集器1接口上的傳感器5探頭是一條以感應線為軸心能產生半徑可調柱狀電磁場的金屬環形線L1所構成的外圍保護電路。也就是說數據采集器1上的接口S8、S6、S7分別接環形線傳感器5接口S12、S10、S11；密碼鍵盤4的控制信號輸出接口或遙控器3的高頻接收板19的解調碼輸出口接數據采集器1的接口S9；集控分器7的總線接口與數據采集器1的總線接口S3連接；集控分器7的總線接口連接到集控器8的總線接口；數據采集器1將采集到的IC讀卡器2或遙控器3或密碼鍵盤4中的任一布防信號后，再將采集到的傳感器5的探測信號傳給集控分器7和集控器8。由數據總線傳輸到報警中心9，至帶大屏幕顯示器12和電子顯示屏13的計算機11。
一般將數據采集器設在建筑物的用戶單元內，集控分器和集控器設在建筑物的樓層或樓棟內。
本實用新型所產生的積極效果在于整個報警系統的聯網只是通過一條單數據總線和簡單的外圍硬件電路來實現的，各種不同串行指令代碼取代了大量的硬件電路。實現了智能化控制，報警系統功能強大穩定。采用感應線作為周邊防范的傳感裝置，達到了提前預警，又可避免因室外環境溫度的變化帶來誤報現象。大幅度降低建筑物防范報警成本和用戶費用。有效地制止偷盜、搶劫等犯罪的發生，維護社會安定，具有很好的社會效益。。
以下結合附圖進一步說明本實用新型的技術內容并例舉最佳實施例。
圖1，是本實用新型最佳實施例框圖。
圖2，是圖1框圖中的數據采集器1的電原理示意圖。
圖3，是圖1框圖中傳感器5的電原理示意圖。
見圖1中除去虛線方框內已知技術部分，即系統報警中心9和計算機11及外圍設施等。其余部分為本實用新型結構框圖。圖2和圖3分別是圖1中數據采集器1電原理圖和傳感器5電原理圖，其中虛線方框內視為現有技術。圖2，電子開關15，電阻接收網絡16，輔助電源17，電阻串并聯網絡12。見圖3，555時基電路20，其中接口S12、S10、S11分別與數據采集器1的接口S8、S6、S7相接；密碼鍵盤4的控制信號輸出接口或遙控器高頻接收板19的解調碼輸出接口連接到S9接口，數據采集器1的總線接口S3連接到集控分器7的總線接口；集控分器7的總線接口連接到集控器8的總線接口；集控器8的總線接口連接到報警中心9的總線接口；報警中心9的串行通訊接口連接到計算機11的串行通訊口之一；計算機11的視頻輸出口連接到大屏幕顯示器12的視頻輸入口，計算機11的串行通訊口之二連接到電子顯示屏13的串行通訊輸入接口，計算機11的并行通訊口聯結到打印機14的輸入接口。
為清楚說明本實用新型最佳實施例，就本裝置在聯網系統中一個完整報警過程敘述如下數據采集器1采集到IC讀卡器2或遙控器3或密碼鍵盤4(三選一)中的合法布防信號后，開始采集傳感器5的探測信號，采集到相應信號后，等待集控分器通過數據總線6傳來的征詢握手信號，收到握手信號后，將警情傳給集控分器7，集控分器7等待集控器8傳來的征詢握手信號，收到握手信號后，再將警情傳給集控器8，集控器8最后將警情傳給報警中心9，報警中心9收到警情后，將數據采集器1的地址及相應警情顯示在發光數碼管面板上，并送計算機11，計算機11根據數據采集器1的地址編碼及相應的警情編碼調出數據庫中的相關數據，在電子地圖上顯示出來，并送大屏幕顯示器12顯示，電子顯示屏13接收到計算機11送來的報警信號后，將大地圖上相應具體地理位置的頻閃燈點亮，打印機14則打印實時警情。
見圖1中的數據信號總線6接圖2數據采集器的數據口S3端子，總線6的回路地線10接圖2中的電源地S2端子。
參照圖2，進一步說明本實用新型在實施例中的硬件接口電路原理及數據傳輸原理敘述如下數據總線6的數據輸入輸出端，即數據口S3端子上只存在兩種邏輯狀態“1”和“0”，當微處理器16F84的RA0口輸出“1”時，電源(+12V)經電子開關15送到總線6上，此時總線呈高電平狀態；此高電平經電阻接收網絡16的分壓將12V高電平轉換成晶體管-晶體管邏輯電平送入微處理器16F84的RA1口；當16F84的RA0口輸出“0”時，電子開關15關閉，總線通過下拉電阻R7拉成低電平。工作時，數據流通過16F84的輸出口RA0口送到數據總線6上，通過16F84的輸入口RA1口接收。同一時刻，下掛在總線6兩端的數據采集器1或集控分器7通過其內的微處理器控制，只有其一向總線上發送數據流，另外一個處于接收數據流狀態，以分時傳送的方式實現半雙工傳輸，避免總線6上出現邏輯混亂；集控分器7和集控器8、集控器8和報警中心9之間在總線6上的數據傳輸和上述方式相同。這樣，實現工程安裝布線時，只需用一條屏蔽線，就可將數據采集器、集控分器、集控器和報警中心等小系統聯網成大系統報警。
本實用新型的核心技術內容是采用了先進的微處理器匯編語言編程技術，通過軟件控制結合精簡的外圍硬件電路來實現聯網，具體的控制過程如下首先，要實現數據通訊過程，數據采集器1、集控分器7和集控器8必須寫入特定的地址編碼，以便報警中心9的裝置和電腦登錄具體單元的運作情況；其次，數據采集器1須將不同防區所觸發的警情及多種故障信息進行特定編碼，以便報警中心9的裝置能夠識別警情類別和故障原因。
數據采集器1的微處理器采用PIC16F84，可經受強烈的射頻干擾，其內置看門狗電路使系統工作可靠穩定，并加有電源監控電路IC6、R1、R27、C7，IC6采用低電壓檢測器7033，以保證系統不受電源波動出現死機現象。C1、C2、IC1、C3、C4組成+5V電源供電系統，IC1采用三端穩壓器7805。其中RB7口不停采集合法的布防信號，此布防信號可通過IC卡讀卡器2、遙控器3或密碼鍵盤4其中之一來實現，每種工具采用的保密手段都難以破譯。數據采集器1上裝有接收手持遙控器3信號的高頻接收板19，手持遙控器3將硬件編碼及按鍵信號加載到200MHZ～300MHZ高頻信號上，用調幅的手段發射至數據采集器1上的高頻接收板19，高頻接收板19濾掉干擾信號，解調出遙控器3送來的信息碼，并送給微型處理器16F84分析鑒別，如身份識別正確，則轉而執行相應的按鍵功能，遙控器3發射有效距離不小于20米，可在戶外對數據采集器1進行布、撤防，并由此可在不受時空限制下，通過遙控器3的某個按鍵，將緊急求助信號的鍵編碼通過數據采集器1送至報警中心9。通過密碼鍵盤4的一組有效識別碼可實現對退出\進入延時參數編程功能，或對數據采集器1進行布、撤防。用微處理器16F84可智能地摒棄非法的布防信號，而接收合法的布防信號。一旦識別為合法的布防信號后，微處理器通過輔助電源17給感應線的傳感器5供電，并開始循環檢測不同防區內傳感器的信息。此信息包含正常運作警情觸發和線路故障。在數據采集器上，傳感器5的觸點開關信號經過一個線尾電阻通過電阻串并聯網絡18構成分壓回路經過8選1模擬開關IC4(4051)通道X0、X送至雙電壓比較器IC3A的反相輸入端和IC3B的正相輸入端，IC3采用LM393，IC3A的正相輸入端和IC3B反相輸入端則輸入經電阻網絡R13、R14、R15分壓的參考電壓，IC3的兩個模擬比較器將防區電壓和參考電壓比較分析，其輸出端信號送至微處理器16F84的RB3和RB4口，這樣就可檢測出防區的線路故障信息，包括開路和短路。在所有有外圍連線處都使用了耐擊穿的過壓浪涌電阻器RV1、RV2，以防較長的連線引起雷擊及尖峰脈沖干擾，并在數據采集器1的印刷電路主板的接線接口處(S1、S3、S6、S8、S9端子)特別做有排除靜電火花的絕緣放電隙。16F84的RB0、RB1、RB2口循環送并行信號000-111給IC4的A、B、C口，以控制IC4的8個模擬開關循環導通，并循環采集8個防區的信息。采集時間為微秒級，而傳感器5觸發信息為毫秒級，因此，排除了幾個防區同時觸發而出現漏判現象。微處理器專門開辟一堆棧區域，用來存貯防區信息。對防區一輪檢測過后，將本數據采集器1的地址碼和防區信息從堆棧底部壓入堆棧，并開始檢測下一輪的防區信息。同時等待集控分器7送來的征詢信息，準備向上一級傳輸信息。此時，信息通訊流程的第一過程完畢。數據采集器1的盒內裝有防撬蓋和防拆盒機械觸點開關，微處理器專門開辟一個防區，用來監視此開關的狀態。在布防狀態下，一旦數據采集器1遭強行破壞，微處理器則將遭拆警情向上一級集控分器7傳送。在建筑物外圍埋設感應線，參照圖3多普勒效應位移傳感器IC101產生微波電磁波，在感應線L1周圍建立一個空間電磁場，IC101用市面所售的RD62F，當有人在該感應區域內移動時，人體反射的微波信號產生頻率偏移，引起IC101內振蕩頻率的波動，并輸出一個超低頻信號經電容器C102耦合，由三極管T101加以放大，再通過耦合電容器C103使三極管T102由正常截止變為導通，并觸發555延時電路20輸出高電平通過R104、三極管T103驅動繼電器J1吸合，端子S10和端子S11由常閉變為常開，此開關信號經一個線尾電阻由數據采集器1的S6端子送至電壓比較器 IC3A和IC3B，微處理器16F84則判斷感應線感應器有人體侵入信號。微處理器內部帶掉電數據保護的電可擦寫數據存儲器。工作時，數據采集器1將每次布、撤防動作寫入其內，每次上電時，恢復上一次掉電時的布防或撤防狀態。此外，數據采集器開辟三個全天候監視的防區，此類防區可用來擴接煙霧傳感器、煤氣泄漏傳感器或緊急按鈕等。綜上所述，等待上傳的信息幀須包括以下信息上傳特征碼、本數據采集器地址碼、布、撤防狀態碼、受布、撤防控制的防區地址碼及運作信息碼、受微控制器全天候監視的防區地址碼及運作信息碼，信息幀除地址碼外，其他都放置于堆棧中。
集控分器7循環檢測向單條數據信號線6下掛的數據采集器1發送征詢信號包括以下信息征詢引導碼和數據采集器的地址碼。集控分器7發出一幀征詢信息，即等待與此征詢信息內地址碼相符的數據采集器1的回碼信息，一旦數據采集器1收到與自己地址碼相符的征詢碼，就彈出堆棧棧頂的信息加上地址碼送入集控分器7，集控分器7收到信息幀后，將其壓入堆棧區域中，等待向上一級集控器8上傳。集控分器7下掛在數據采集器1發出征詢信息幀后，如果在300ms內收不到相應的數據采集器1的回碼信息幀，那么集控分器7確認與所發出征詢信息碼中的地址碼相對應的數據采集器1處于線路故障或掉電狀態。集控分器7盒內裝有防撬蓋和防拆盒觸點開關，微處理器采用PIC16F84，并開辟一個防區，全天候監視此開關狀態。綜上所述，集控分器7向集控器8上傳的信息幀須包括以下信息上傳特征碼、本集控分器地址碼、下掛數據采集器傳來的信息幀和本集控分器盒蓋狀態碼。
采集器1和集控分器7間，集控器8和報警中心9間采用的通訊方式與數據采集器1和集控分器7間的通訊方式相同，見上述。報警中心9由MCS51單片機應用系統、RS232串行電路接口電路與集控器通訊的接口電路及電源組成。接收到下掛集控器8的一幀完整的信息須包括集控分器7和集控器8的地址碼及盒蓋狀態碼、數據采集器1的信息幀。報警中心9確認為有效信息后，即由MCS51單片機串行通信口通過MAX232CDE組成通訊接口電路，傳送給計算機RS232口，計算機的數據庫內存有各數據采集器1、集控分器7、集控器8的地址編碼，警情代碼及故障代碼等資料，數據庫通過集控器地址編碼、集控分器地址編碼、數據采集器編碼三類編碼合一定位出具體的數據采集器地址編碼，避免了定位的混淆。收到報警中心9上傳的一幀完整的信息后，根據信息幀內各類信息調出數據庫相應資料，顯示在大屏幕顯示器上。這樣，就可查看每個數據采集器1的布、撤防狀態和各類防區的工作狀態、系統的線路狀態等。
另外，報警中心9設有大功率誘發控制臺，可隨時誘發控制各數據采集器1的工作狀態，以作定期檢測和模擬警情測試。本系統中，數據采集器1與集控分器7之間，集控分器7與集控器8之間，集控器8與報警中心9之間均采用雙線制，一根用來傳輸通訊信號的單條數據信號線6，該單條數據信號線是指不包括時鐘線，但二芯，三芯均屬所說單條數據信號線；另一根為數據信號回路地線10，利用兩端的微控制器的信息編碼，實現信息雙工傳輸；通訊時先進行握手信息的傳送，握手成功，再將信息碼幀加上特定的奇偶校驗位傳送至尾端微控制器，尾端微控制器收到信息碼幀后，確認奇偶檢驗位正確后，再向上一級微控制器傳送相應信息，以避免信息碼幀的漏傳和誤傳。單元條數據信號線6的兩邊終端上專門做有抗干擾措施，并有防雷擊電路及自動增益控制電路避免了傳輸過程中出現的各種電磁干擾，提高信號傳輸的可靠性和穩定性。
本實用新型的電路通過采用樹狀結構，可下掛多個數據采集器1，實現聯網，適合于小區報警系統。增加樹狀結構的分枝，可擴展更多的數據采集器1。
權利要求1.一種建筑物防范聯網報警裝置，包括以微處理器為核心的數據處理數據采集器(1)，其上有多個接口分別連傳感器(5)、IC卡讀卡器(2)/遙控器(3)/密碼鍵盤(4)，及計算機生成的軟件構成，其特征是數據采集器(1)內的微處理器按照設定的通訊格式產生的指令代碼通過一條帶屏蔽保護的雙向傳輸的數據信號總線(6)，將數據采集器(1)輸出端分別接在集控分器(7)、集控器(8)直至報警中心(9)；數據采集器(1)接口上的傳感器(5)探頭是一條以感應線為軸心能產生半徑可調柱狀電磁場的金屬環形線(L1)所構成的外圍保護電路。
2.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征是數據采集器(1)上的接口(S8)、(S6)、(S7)分別與環形線傳感器(5)接口(S12)、(S10)、(S11)；密碼鍵盤(4)的控制信號輸出接口/遙控器(3)的高頻接收板(19)的解調碼輸出口接數據采集器(1)的接口(S9)；集控分器(7)的總線接口與數據采集器(1)的總線接口(S3)連接；集控分器(7)的總線接口連接到集控器(8)的總線接口；數據采集器(1)將采集到的IC讀卡器(2)/遙控器(3)/密碼鍵盤(4)中的任一布防信號后，再將采集到的傳感器(5)的探測信號傳給集控分器(7)和集控器(8)，接至由計算機(11)控制的帶大屏幕顯示器(12)和電子顯示屏(13)的報警中心(9)。
3.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征是所說數據采集器(1)包括由采用微處理器PIC16F84為核心部件，由晶體管-晶體管邏輯電路構成的電子開關(15)，由電阻和二極管構成的接收網絡(16)，由電阻串并聯網絡(18)及附助電源(17)構成；采集器(1)內還設置看門狗電路，由R1、R27、C7，IC6構成的低電壓檢測器；由C1、C2、IC1、C3、C4構成的5V電源；由采用IC3芯片LM393和R13、R14、R15構成雙電壓比較器。
4.根據權利要求1或3所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征是所述的在數據采集器(1)的接口S1、S2、S3的外圍連線處均接有防雷擊及尖峰脈沖干擾、耐擊穿的過壓浪涌電阻器RV1、RV2，并在數據采集器(1)的印刷電路主板的接線接口處S1、S3、S6、S8、S9端子處留有排除靜電火花的絕緣放電隙。
5.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征是所述傳感器(5)是一個多普勒效應位移傳感器，由以芯片IC101為主構成的感應信號分析比較器和三極管T101、T102、電容C103放大耦合電路，由觸發555延時電路(20)和R104、三極管T103、繼電器J1構成的繼電回路組合而成。
6.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征還在于集控分器(7)以循環檢測的手段向單條數據信號線(6)下掛的數據采集器(1)發送征詢引導碼和數據采集器的地址碼。
7.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征還在于數據采集器(1)的接口上可下掛多個線傳感器(5)。
8.根據權利要求1所述的一種建筑物防范聯網報警裝置，其特征還在于數據采集器(1)，集控分器(7)和集控器(8)均裝有防撬盒蓋和防拆盒觸點開關。
專利摘要本實用新型涉及一種建筑物防范聯網報警裝置,包括數據采集器1,有多個接口分別連傳感器5、IC卡讀卡器2或遙控器3或密碼鍵盤4,及計算機生成的軟件構成,其特征是:數據采集器1內的微處理器按照設定的通訊格式產生的指令代碼通過一條帶屏蔽保護的雙向傳輸的數據,數據采集器1輸出端分別接在集控分器7、集控器8。數據采集器1接口上的傳感器5探頭是一條環形線L1。明顯的技術效果實現提前預警,避免了因室外環境溫度的變化帶來誤報現象。一根數據代替電話線進行數據傳輸降低了成本。
文檔編號G08B25/00GK2357381SQ9824773
公開日2000年1月5日 申請日期1998年12月21日 優先權日1998年12月21日
發明者朱進東, 徐宏太, 姜江, 賴清泉, 歐陽誼明 申請人:深圳市永華電子系統股份有限公司工會委員會