智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，住宅在防盜防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面也有了越來(lái)越高的要求，防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系著人民和國(guó)家安全和利益，它涉及到了社會(huì)的每一個(gè)方面。如今，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)不斷得到發(fā)展，建設(shè)水平也得到了很大的改善。本文描述住宅智能化防盜防火報(bào)警系統(tǒng)軟件部分和硬件模塊的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】智能化；住宅；防盜防火；報(bào)警；設(shè)計(jì)

1.前言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)居住的環(huán)境提出了越來(lái)越高的要求，智能化技術(shù)逐漸的應(yīng)用于住宅小區(qū)，并且在全國(guó)各地都受到重視。如今，小區(qū)的安防系統(tǒng)的可靠性和完備性、是否實(shí)現(xiàn)智能化已經(jīng)成為小區(qū)的重要指標(biāo)，對(duì)小區(qū)的品質(zhì)起到了重要作用。住宅智能化主要有幾個(gè)基本功能：緊急呼叫系統(tǒng)、盜竊報(bào)警系統(tǒng)、有害氣體及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等。

2.住宅智能化現(xiàn)狀分析

實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)和智能化住宅在中國(guó)乃至世界的發(fā)展十分快速，信息化逐漸有了更為廣闊的市場(chǎng)，同時(shí)，它還是IT產(chǎn)業(yè)服務(wù)人們生活和住宅產(chǎn)業(yè)的必然。智能化的建設(shè)主要是可以為人們?cè)谖飿I(yè)管理方面更為的便利和高效，住宅環(huán)境更為舒適和安全，信息通信方面更為方便和快捷。使住宅小區(qū)逐漸的實(shí)現(xiàn)智能化，即將會(huì)成為住宅產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必然抉擇。根據(jù)智能化在技術(shù)開(kāi)發(fā)方面存在作用和功能的不同，在設(shè)計(jì)智能小區(qū)時(shí)要注意抗干智能、監(jiān)控智能和探測(cè)智能這三個(gè)方面的應(yīng)用[1]。以火災(zāi)的報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，探測(cè)智能在運(yùn)行時(shí)主要是根據(jù)探測(cè)器上的微處理器給出的控制信號(hào)運(yùn)行的，它不僅可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行直接的信號(hào)處理、分析和檢測(cè)，還可以根據(jù)環(huán)境變化而做出及時(shí)的響應(yīng)，根據(jù)軟件中已經(jīng)建立的算法做出正確的綜合比較，調(diào)整好要運(yùn)行的參數(shù)，然后做出智能的正確的判斷。而智能化的監(jiān)控智能則是通過(guò)探測(cè)器里固有的計(jì)算機(jī)的自身軟件來(lái)運(yùn)行和完成，監(jiān)控是否能夠正常有序的運(yùn)行關(guān)系著系統(tǒng)能否保持良好的維護(hù)狀態(tài)和使用。在設(shè)計(jì)新的智能化火災(zāi)預(yù)測(cè)的報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，它的主要探尋方向是朝著智能化的尋址式系統(tǒng)方向發(fā)展。目前，住宅智能化方面整體上還處于比較低的水平。

3.防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的需求分析

系統(tǒng)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多的實(shí)際需求，對(duì)智能化住宅的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中可以把功能集為一體，可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)檢測(cè)。可以利用微波探測(cè)器和紅外探測(cè)器組成的雙鑒探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)盜情的檢測(cè)。用無(wú)線布控的方法控制傳感器和主機(jī)的運(yùn)行，安裝十分簡(jiǎn)便，而且不用進(jìn)行施工布線。如果室內(nèi)發(fā)生什么異常情況，微電腦可以自動(dòng)的撥號(hào)報(bào)警，即使在停電的情況下也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，而且警號(hào)的響度絲毫不會(huì)受到影響。在選擇警號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)短時(shí)，可以自行設(shè)定。對(duì)智能化住宅防盜防火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，如今還屬于初級(jí)階段，它的顧客主要是普通用戶和系統(tǒng)管理員，但是它可以在為業(yè)務(wù)服務(wù)的過(guò)程中會(huì)更為準(zhǔn)確、快捷，而且還能有效的提高住宅小區(qū)的信息化管理水平，使人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全有了保障。關(guān)于系統(tǒng)的具體功能主要如表1所示。

4.智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)分析防盜防火報(bào)警系統(tǒng)可以得知，要能夠有效的對(duì)系統(tǒng)的硬件模塊進(jìn)行控制，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件功能電路，硬件系統(tǒng)的功能電路主要包含了AVR ISP程序的電路下載、TTAG的仿真電路、遙控模塊、蜂鳴器的報(bào)警模塊、液晶顯示的控制模塊、紅外傳感器的模塊、傳感煙霧的模塊和控制電源的電路等硬件模塊。

4.2系統(tǒng)邏輯的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端中間還存在了一個(gè)二層體系結(jié)構(gòu)，它不僅僅是指在物理方面的二層，它不僅僅只是簡(jiǎn)單的把兩臺(tái)機(jī)器放置在上面，也不僅僅只是應(yīng)用B/S二層體系，這里所說(shuō)的二層是邏輯上的二層。二層體系在程序的應(yīng)用上將合法性校驗(yàn)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)和業(yè)務(wù)規(guī)則等放到了中間層的處理模式，在一般的情況下，客戶端和數(shù)據(jù)庫(kù)是不能進(jìn)行直接的交互的，主要是在中間層和通訊把連接建立起來(lái)，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和中間層進(jìn)行直接的交互[2]。其間，表示層是離客戶最近的一層，因?yàn)樗幱谧钔庖粚印Ｋ闹饕饔檬墙邮苡脩糨斎氲南嚓P(guān)數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)。防盜防火系統(tǒng)屬于B/S的一個(gè)架構(gòu)，它的維護(hù)性非常的穩(wěn)定，客戶端只要用瀏覽器就可以直接使用，不需要維護(hù)和安裝。而業(yè)務(wù)邏輯層能體驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)的核心價(jià)值，它主要運(yùn)用在和業(yè)務(wù)有相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，它和系統(tǒng)的領(lǐng)域邏輯存在一定關(guān)系，主要關(guān)注點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程和制定業(yè)務(wù)規(guī)則，業(yè)務(wù)邏輯層也可以叫做領(lǐng)域?qū)印I(yè)務(wù)邏輯層是存在表示層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層之間的，貫穿于數(shù)據(jù)交換的整個(gè)過(guò)程，是體系架構(gòu)的關(guān)鍵組成部分。

4.3系統(tǒng)體系的功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件體系主要包括了用戶的界面交互、規(guī)則中心、控制中心、數(shù)據(jù)庫(kù)和后臺(tái)程序等部分。在操作的時(shí)候可以對(duì)后臺(tái)程序進(jìn)行定時(shí)的執(zhí)行，將采集到的信息和中心的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，而控制中心可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作控制，處理文檔信息和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行讀取，且還可以與用戶進(jìn)行直接的交流。而且如果要使軟件系統(tǒng)具備良好的性能，就必須處理好軟件和配置還有硬件網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。為了有效提高系統(tǒng)的良好性能，提高訪問(wèn)系統(tǒng)的速度，系統(tǒng)合理應(yīng)用數(shù)據(jù)集成管理、工作流管理系統(tǒng)等，支持XML技術(shù)。在利用系統(tǒng)的后臺(tái)和前臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)、在系統(tǒng)與業(yè)務(wù)進(jìn)行交互數(shù)據(jù)時(shí)，不用把報(bào)表單上的全部樣式信息傳輸過(guò)去，只需要傳輸表單上的XML數(shù)據(jù)就可以，這不僅使系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間可以加快，還可以節(jié)省信息的傳輸量[3]。防盜防火報(bào)警系統(tǒng)采用的是很成熟的軟件產(chǎn)品，“UCAP”數(shù)據(jù)可以集成一個(gè)有效管理全部應(yīng)用系統(tǒng)接口和防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的管理系統(tǒng)。同時(shí)，服務(wù)器具有十分強(qiáng)大的處理能力，在傳輸量減少的同時(shí)，還可以加快系統(tǒng)處理業(yè)務(wù)的時(shí)間，整體上使系統(tǒng)的性能得到有效提升。

4.4系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計(jì)

在硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，電源電路關(guān)系著整個(gè)控制系統(tǒng)在供電方面的核心，系統(tǒng)的供電類型主要分為三種，一種是9V的直流電壓，一種是5V的直流電壓，還有一種是220V的交流電。在設(shè)計(jì)電源時(shí)，可以把電壓模塊分成兩個(gè)子模塊。而防盜防火報(bào)警系統(tǒng)主要是由報(bào)警控制、區(qū)域控制和信號(hào)控制等組成的。處于最底層的是執(zhí)行設(shè)備和探測(cè)器，它們主要是轉(zhuǎn)換和采集各類發(fā)現(xiàn)異常的信號(hào)，同時(shí)把信號(hào)發(fā)到區(qū)域的控制器上，再由區(qū)域的控制器傳送到報(bào)警控制的計(jì)算機(jī)中心。

4.4.1熱釋紅外線的防盜探測(cè)器設(shè)計(jì)

BISS0001是熱釋的紅外線防盜探測(cè)器的主要檢測(cè)元件，BISS0001是專用于數(shù)據(jù)混合CM OS的集成電路，它一般都是應(yīng)用在紅外的專用芯片中，它可以和很多種傳感器進(jìn)行匹配，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，它所具有的運(yùn)算放大器是相對(duì)獨(dú)立的。此外，它同時(shí)也具備有雙向鑒幅器，可以很好的對(duì)干預(yù)信號(hào)的因素起到抑制的作用，它的內(nèi)部設(shè)置不存在封鎖時(shí)間的定時(shí)器和延遲時(shí)間的定時(shí)器。專用的新品BISS0001可以根據(jù)需要而進(jìn)行多級(jí)的放大，然后經(jīng)過(guò)雙向的鑒幅器處理過(guò)后，可以根據(jù)檢測(cè)出的信號(hào)啟動(dòng)延遲時(shí)間的定時(shí)器。把MCU單片進(jìn)行處理之后再報(bào)警。當(dāng)“A”端的數(shù)據(jù)顯示為“0”時(shí)，所顯示的狀態(tài)是不可以出發(fā)的，就是說(shuō)在TX的時(shí)間之內(nèi)，不管怎樣的V2是可以變化同時(shí)也是被忽略的，直到TX的時(shí)間已經(jīng)結(jié)束。

4.4.2防火探測(cè)器的設(shè)計(jì)

當(dāng)溫度探測(cè)器所顯示的傳感器數(shù)據(jù)為DS1820時(shí)，它只具備兩個(gè)引腳，它可以把信號(hào)和溫度傳感器調(diào)整成電路之后，集成在一塊芯片之中，這樣不僅有效的節(jié)省了外圍的硬件，而且應(yīng)用也十分的方便。在光電感煙的探測(cè)器中，它主要有兩個(gè)部分，接收部分和紅外線的充發(fā)射部分，如果發(fā)生火災(zāi)，煙霧中存在的細(xì)微顆粒就會(huì)對(duì)紅外線的脈沖進(jìn)行漫反射，同時(shí)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)并通過(guò)比較器將信號(hào)送到單片機(jī)處理之后進(jìn)行報(bào)警。而CO氣體的探測(cè)器主要是采用MGS1100作為敏感元件，它可以很好的對(duì)CO的響應(yīng)起選擇性作用，并且它的穩(wěn)定性特別好，具有較高的靈敏度。在采集信號(hào)的同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)牟襟E，然后利用MCU單片機(jī)實(shí)行特性修正和實(shí)時(shí)控制。

4.5軟件模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

軟件模塊主要包含了對(duì)數(shù)據(jù)維護(hù)的模塊設(shè)計(jì)、視頻的管理模塊設(shè)計(jì)和防火的報(bào)警模塊三個(gè)方面。其中，數(shù)據(jù)維護(hù)的模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的還原功能模塊、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)維護(hù)、數(shù)據(jù)的字典維護(hù)和數(shù)據(jù)的初始化。而它的視頻管理模塊設(shè)計(jì)中，視頻的信息在媒體的范疇范圍，它的格式主要是可以按照時(shí)間的先后順序來(lái)對(duì)連續(xù)音或是視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行播放和傳輸，可以大大的節(jié)省存儲(chǔ)空間和下載的等待時(shí)間。在防火的報(bào)警模塊中，根據(jù)傳感器輸出的電壓范圍對(duì)氣體的煙霧質(zhì)量分成“很差-優(yōu)”的四個(gè)狀態(tài)，根據(jù)煙霧的質(zhì)量確定火警的情況。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷發(fā)展，在設(shè)計(jì)智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)時(shí)更好的利用了先進(jìn)的科技技術(shù)，通過(guò)自動(dòng)報(bào)警的方式保障人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，相信在不久的將來(lái)，發(fā)展更先進(jìn)的智能化技術(shù)將會(huì)成為我國(guó)社會(huì)發(fā)展的必然。住宅小區(qū)的智能化系統(tǒng)也會(huì)不斷的朝著綜合性、多方法和多功能的方向發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

吳廣意，男，1965年生。高級(jí)工程師，主要從事建筑電氣設(shè)計(jì)工作。