智能化住宅小区监控系统设计.pdf

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1、万方数据智能化住宅小区监控系统设计长霎羹箩奎学俭段慧革嗍6长安大学王俭张文革”‘fb【一耍】介绍了以傲控制器(MCU)为桉心，构造住宅小区舟络监控系统的设计方案和工作原理。诫系统可实现住宅的防盎、防灾和水电气三表自动计费．是一种较为经济的住宅智能化方案。【关t词】张控f爵嚣户级住宅监控器收发静蕾理计算机网络监控系统随着生活水平的改善，人们对人居环境的要求也不断提高，尤其在住宅方面，不仅要求它具有宽敞的起居空问，而且要求它能提供方便、安全、舒适的服务，因此智能化住宅和智能化小区便应运而生，备受青睐。本文提出一种较为经济的小区监控方案，

2、以微控制器(M=u)为核心．构成现场的户级住宅监控器，实现家居环境的监浏和数据采集，由一个中间级的信息收发器与多个户级住宅监控器相连，多个信息收发器与管理计算机相连，构成一个监控网络。收发器采集分散在不同住宅中监控器的信息，并将这些信息汇集到管理计算机，为管理计算机提供管理、统计和监控的依据，同时，管理计算机将控制信息通过收发器下达给指定的监控器，以实现防盗、防火、防燃气泄露和水、电、气自动抄表的功能。一、监控系统的结构如图1为监控系统的结构。在系统中，监控器的作用是采集现场各种信息，当意外情况发生时，启动现场的报警器。并进行相应的

3、联动控制，并将所采样信息整理成散据帧，当收发器索取数据时．将数据帧发出．同时接收由收发器下发韵指令，实施现场控制，如切断或接通水、电、气路，打开或关闭报警装置。收发器采集各个现场监控器发送的信息，进行信息包组装，并将它传送到管理计算机，同时，接收管理计算机下发的指令包，并进行拆包处理，然后发送给对应的监控器，以实现对家居现场的水路、电路、气路和报警装置的遥控，并完成监控器工作方式的设置。管理计算机完成整个系统的监控管理、进行水电气三表的耗量统计和计费。监控系统通信采用RS-485总线标准，通信适配器的作用是将接收或发送的数据进行预处

4、理，并实现RS232C／RS-485、RS485／RS232C标准的转换。二、户级住宅监控器的设计解决防盔、防火、防燃气泄露和水电气三表自动计费是智能型住宅的基本要求【1J，在一套住宅中，要求检测的物理量可以分成以下三个方面：(1)、防盗，它包括门禁装置如门磁开关、异物进人探测、门窗玻璃破碎检测等等；(2)、防灾，包括住宅内部指定特殊点的温度、烟雾、燃气泄露等等；(3)、计费，水、电、热能和燃气的耗量数据采集。要求控制的物理量有：报警信息的输出，水、电、热能和燃气的阀门关断和开启，可视对讲装置的接通与关断，电动门锁等。以上检测和控制

5、的物理量为开关量或脉冲量，以三室二厅二卫一厨为例瞻】，采用下列配置：三个居室各安装一个烟雾传感器，住宅门和阳台n各安装一个门磁开关，阳台窗口安装一个玻璃破碎传感器，厨房和卫生阐各安装·个燃气泄露探测器，水电气表各一块，脉冲式水、电、气路联控阀门各一套．所采用的监控器，约需16路I／O。通过对家居环境和户级住宅监控器功能的分析，在软件上实现敷据采集、计算、整理、发送、接收以及联动58·计算机应用圈1监控系境的培抽控制，其软件容量不大于4K，所以选用GM弭叮C52MO．3芯片作为监控器的核心元件。GM研c52内古4K程序存储器，256个

6、字节的RAM，32个I／O口线，一个全双工的申行通信口，支持多M(X5通信，三个定时／计数器，基本满足监控器功能的需要。户级住宅监控器的原理如圈2所示。户级住宅监控器设计有三个脉冲计数回路．用于水电和燃气耗量的数据采集，16《电气自动化》2001年第4期万方数据路输入开关量检测回路作为防盗(14路)和防灾(4路)传感器的接口，采用中断方式设计．在软件上将防灾的优先级设置为最高，4路开关量输出回路用于水、电、燃气的管路和线路的通断控制和报警器的控制，控制元件的驱动采用防爆隔离器件固态继电器SSR，水、电、燃气耗量数据存储在串行EEPR

7、OM芯片X25045中，使水、电、燃气耗量数据不会因突然掉电而丢失，另外，该芯片具有电源监控和WATCHDOG功能，确保MCU运行更加可靠。住宅监控器在信息处理方式上，一方面要及时、准确地反映户内防盗、防灾、及水、电、燃气消耗量的状态，需要对这些信号进行实时检测；另一方面，还要对所采集的水、电、燃气等数据进行统计和累计，当管理计算机需要抄表时，向上级发送耗量统计数据。在大多数时间内，监控器处于实时监控状态。因此，在信息处理时，将现场信息传送分为实时监控信息和抄表信息。信息发送采用定长字节、规定数据格式，信息帧格式【21如下：实时jl

8、盆控信息帧：(4Byte)蛄直篮防监垒崩撞盖[二工]]二二[]]—萨4Bit—1甄_4Bit4Bit水电气耗量信息帧：(8Byte)luI查——爽—、基璧鹭登lBm—巧f—面岳一—面螽_IByte监控器MCU以串行通信方式3模式工作“