【正文】 據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護風險等要求，為保障小區(qū)人身財產(chǎn)安全，通過運用多傳感器探測、雙音多頻遠程數(shù)據(jù)傳輸 (DTMF)及計算機通信等技術綜合形成智能報警系統(tǒng)，從而達到保障小區(qū)安全的目的。雙音多頻 (DTMF)信令的傳輸速度，使得它廣泛應用于各種通信和控制系統(tǒng)中。 DTMF 信號收發(fā)芯片的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關電容式 D/A 變換器，可發(fā)出 16 種雙音多頻 DTMF 信號 ： 接收部分用于完成 DTMF 信號的接收、分離和譯碼，并以 4 位并行二進制碼的方式輸出。當遇到盜情、火情等各種險 情的時候，該系統(tǒng)可以通過電話網(wǎng)絡自動向相關部門發(fā)出語音求救信號 ，從而達到保護用戶生命財產(chǎn)的目的。 國內(nèi)外研究概況 在社會信息化進程日益發(fā)展的今天，信息技術應用己滲透到人類生存、活動的各個領域，在建筑領域，人們的現(xiàn)代生活、工作對居住和辦公的建筑環(huán)境不僅要求1 前言 2 舒適健康、安全可靠、高效便利，同時還要適應信息化社會運用科技手段和設備的要求。但是經(jīng)濟的發(fā)展也帶來了相當大的負面影響。城鄉(xiāng)收入差距、區(qū)域 收入差距進一步拉大，以及流動人口的迅速增加，社會保障制度的不健全，盜竊、搶劫等刑事案件也呈現(xiàn)出了增加趨勢。人們越來越渴望有一個安全生活的空間。犯罪分子的作案手段越來越高明，甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那種以人防為主的防范方式越來越不能滿足人們?nèi)粘７婪兜囊?。因此，人們的日常安防工作中，引入了很多高科技手段，我們稱之為技術防范。因為技術防范能夠及時發(fā)現(xiàn)各種案情，并為案件的破獲提供有力的證據(jù)，所以，越來越受到人們的重視。與此同時，隨著生活水平的提高，液化石油氣、管道煤氣進入了更多人的住宅里，各種家用電器也得到了廣泛的使用，但是，人們在享受這些現(xiàn)代化設施帶來的便利的時候，卻也增加了火災隱患。如果一個小區(qū)實現(xiàn)了智能化管理，管理人員就可以快速有效地完成對小區(qū)的智能管理，諸如各種盜情、火災等報警數(shù)據(jù)的采集，管理中心對各種警情的及時處理等。 智能化住宅是信息化社會的產(chǎn)物，住宅智能化的內(nèi)容一般包括 ： 住宅安全自動化 (SA)，通信自動化 (CA)，保健自動化 (HA)和管理自動化 (MA)，因此也稱為 4A 系統(tǒng) 。所謂智能化小區(qū)，即是通過一個高度集成的通信和計算機網(wǎng)絡，把住宅小區(qū)安全防范系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、公共服務系統(tǒng)、信息系統(tǒng) 連接起來，建立集成平臺與信息處理控制中心，各個系統(tǒng)獨立運行又共享網(wǎng)絡硬軟件資源，實施智能化與最優(yōu)化，為住戶營造一個安全、自由、舒適的現(xiàn)代居家生活環(huán)境。 智能小區(qū)是在智能化住宅的基本含義中擴展和延伸出來的，小區(qū)管理最為重要的內(nèi)容之一是確保住宅、住戶安全。現(xiàn)代居住的格局，鄰里之間的來往越來越少，家庭生活隱密性、封閉性越來越強。所以說，小區(qū)的安防系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化小區(qū)管理不可缺少的有機組成部分?？紤]設備成本與集中管理的需要，可將周界報警探測系統(tǒng)、住宅聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)加以集成和綜合，構成綜合防范體系。由此，居民 住宅應當設置安全防范報警系統(tǒng)，對火災、盜竊、入室搶劫等做到早發(fā)現(xiàn)、早報警，通過社會力量和科技手段來提高家庭抵御各種意外情況的能力。 現(xiàn)代安防監(jiān)控系統(tǒng)己有了新的概念， 通常稱為安全自動 化 SAS(Security Automation System)，并與防火自動化系統(tǒng) FAS.(Fire Automation System)共同構成智能建筑系統(tǒng)最底層的系統(tǒng)。目前國外發(fā)達國家己逐漸形成一個集安防、消防、醫(yī)療救護為一體的安全保障行業(yè)。安全技術防范行業(yè)真正形成行業(yè)規(guī)模是在第二次產(chǎn)業(yè)革命中即 1950 年一 1971 年 ，首先在美國、英國等國家形成，像 ADEMCO(安定1 前言 3 寶 )； VICON(維康 )； CHUBO(集寶 )； AMERICA DYNAMIC ()等。 60 年代視頻圖像技術 ， 70 年代計算機數(shù)字技術。 80 年代生物識別技術以及 90 年代國際互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，使安防行業(yè)得到快速發(fā)展。 西門子樓宇科技公司針對社區(qū)住宅及分散型小型建筑安全防范的實際情況，充分結(jié)合社區(qū)住戶本身，最新推出一了 Guarto Easy 新型安全防范系統(tǒng)。西門子樓宇科技公司的最新產(chǎn)品 Guarto Easy 將視頻監(jiān)控、音頻對講監(jiān)聽、防盜報警 (有線或無線連接方式 )、火災探測、危險氣體探測等多種警告方式 (聲光，無線， 撥號 )結(jié)合起來，對社區(qū)住宅及分散型小型建筑進行全方位的安全防范。 Guarto Easy 采用總線式結(jié)構，符合安防系統(tǒng)的暴露線路最短的原則。通過適配器可以接入各種信號 (電壓，觸點等 )，可以連接防盜探測器，震動探測器，氣體探測器，火災探測器，緊急按鈕，門禁觸點等各種探測器，能夠適應各種情況。在線路上，可以接入中繼器實現(xiàn)探測線路的延長，從而更好的適應環(huán)境。 就智能住宅中的火災報警而言，目前出現(xiàn)的大型組合火災報警系統(tǒng)或智能火災報警系統(tǒng)， 一般是根據(jù)災前檢知的光、熱、 煙、氣、味等個別異?；蚴欠襁_到某種閾 值來做出判斷的多 閾值系統(tǒng) ，多傳感元件火災探測器是智能型的裝置，使用三種不同類型傳感元件的探測器記錄模擬量的火災參數(shù)，并將這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后，探測器利用數(shù)值算法判定是否存在火災危險。現(xiàn)在世界各國都在致力于研究和開發(fā)能早期預報 火災的火災探測方法和設備，如利用神經(jīng)網(wǎng)絡所具有的自學習和自適應等特點，就可組成智能火災探測系統(tǒng) ，提高火災探測系統(tǒng)的檢出率，增進系統(tǒng)的可靠性。 在我國，小區(qū)安全防范報警系統(tǒng)已成為智能小區(qū)中實現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng)，根據(jù)我國建設部的規(guī)定，主要包括電 視監(jiān)控、防盜報警、求救求助、煤氣泄漏報警、消防報警等內(nèi)容。該系統(tǒng)是一種比較完善的安全防范系統(tǒng)，通過在可視對講的基礎上，不斷擴展主機功能，增設室內(nèi)分機用于接收室內(nèi)各探測器的報警信號。室內(nèi)分機有多個探測器接口，可接收感煙探測器、溫度探測器、紅外及微波探測器、煤氣泄漏探測器等傳來的報警信號。 我國智能住宅安防系統(tǒng)相對國外來講，是有較大差距的?，F(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于防盜窗、防盜門，雖有一定的防盜作用，在災害發(fā)生的情況下，使逃生更加困難。另外，小區(qū)安全措施不足 ； 居民安全意識有待增強 ； 安全防范系統(tǒng)也急需普 及。 1 前言 4 在我國，以北京、深圳、上海、廣州等較發(fā)達的城市為龍頭在近幾年內(nèi)也形成了一股智能化住宅熱。目前，公安部、建設部均要求智能住宅小區(qū)必須具有安防系統(tǒng)。大連市華樂一環(huán)海花園全部住宅均設計有國內(nèi)一流的家居安防系統(tǒng)。家居安防系統(tǒng)包括四部分功能 ： 幕簾式電子柵窗、智能門禁管理、緊急呼救和誤報自解除功能。該系統(tǒng)采用獨立的不間斷電源供電。當住戶家居安防系統(tǒng)斷電時，自檢系統(tǒng)會自動向保安中心報警。保安中心計算機還會始終記錄每一戶住宅的家居安防系統(tǒng)是否處于設防狀態(tài)。室內(nèi)裝有震動報警頭 (可以檢測破壞門時的震動 )、紅外微波雙鑒式報 警頭 (可以檢測室內(nèi)是否有人 )及報警控制器。報警控制器以 MCU 為核心，可以檢測兩個報警頭輸入信號，可以設置新密碼，可以接收遙控器輸入信號，可以實現(xiàn)聲、光報警或把報警信號通過電話線送到 110。系統(tǒng)中還配備了 8Ah 的充電電池，以保證在斷電或電源被破壞時系統(tǒng)正常工作。 可以預見，智能住宅、智能小區(qū)將成為 21 世紀建筑業(yè)的發(fā)展主流。特別是在我國，隨著人們生活水平的日益提高，住宅小區(qū)是否智能化，安防系統(tǒng)是否完備、可靠將成為評價住宅小區(qū)的重要指標。 我國住宅智能安全防范系統(tǒng)展望 智能化住宅和智能小區(qū)近幾年來在全球以及 在中國的快速發(fā)展是信息技術發(fā)展尋找更廣闊的市場結(jié)合點的必然結(jié)果，是 IT 產(chǎn)業(yè)向傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)以及人們生活滲透的必然結(jié)果。智能化住宅和智能小區(qū)建設目標是向人們提供“方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理”。發(fā)展智能住宅小區(qū)是住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。按智能技術開發(fā)的功能和作用的不同，智能小區(qū)中報警系統(tǒng)應用一般體現(xiàn)在探測智能、監(jiān)控智能和抗干擾智能三個主要方面。以火災報警為例，探測智能是通過探測器中的微處理器進行的，它不但對火災信號直接進行檢測、分析和信號處理，而且對環(huán)境的變化可及時做出響應，并利 用軟件中建立的算法進行綜合比較，自動調(diào)整運行參數(shù)，做出恰當?shù)闹悄芘袛?； 監(jiān)控智能則是由探測器中計算機自身的軟件 (程序塊 )來完成的，監(jiān)控程序周期地運行，使系統(tǒng)始終保持良好 的使用和維護狀態(tài)。將來的火災探測報警系統(tǒng)的發(fā)展方向是智能尋址式 (也稱模擬量 )系統(tǒng)，目前歐美已有一些國家正在大力研究無線火災探測報警系統(tǒng)，隨著時間的推移，這種產(chǎn)品在我國也會發(fā)展成為主流。 如今， 隨著我國經(jīng)濟的不斷騰飛，人民生活 從 小康 向 全面 小康轉(zhuǎn)變，大件耐用消費品己大量 進入尋常百姓家，因此人們會有更強的安全意識，逐漸接受在住宅內(nèi)1 前言 5 裝設質(zhì)優(yōu)價廉、功能完 善的安全防范系統(tǒng)。同時人類已經(jīng)進入二十一世紀，智能住宅己開始引起人們的關注。作為智能住 宅的一個組成部分，安全防范系統(tǒng)也必將向多功能、全方位、綜合性、 智能化方向發(fā)展。 論文主要工作概述 針對國內(nèi)外的發(fā)展情況，可見住宅智能安全防范系統(tǒng)是我國未來智能住宅建設的重點發(fā)展方向。本課題要設計的智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)是依托公共電話網(wǎng)做傳輸媒體的電話報警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的區(qū)域報警系統(tǒng)相比，它具有傳輸距離遠、硬件簡單、安裝方便的優(yōu)點，而對于實行物業(yè)管理的居民區(qū)以及機關、事業(yè)單位的辦公區(qū)則采用分戶對值班室的聯(lián)網(wǎng)方案。 本課 題所設計的防盜防火報警系統(tǒng)符合國家建設部對普及型住宅小區(qū)的要求，實現(xiàn)功能包括 ： 能對住宅的火災、有害氣體泄露等實行自動報警 ； 還能對盜竊以及入室搶劫實行自動報警 ； 住宅設置緊急呼叫系統(tǒng) ； 用戶端自動報警器對各傳感器的信號進行檢測和控制 ； 用戶端自動報警裝置對雙音多頻 (DTMF)編、譯碼器控制，使住宅通過電話網(wǎng)實現(xiàn)與相關部門 (小區(qū)管理中心或 110/119 報警臺 )之間的數(shù)據(jù)交換 。用戶端的智能防盜防火系統(tǒng) 包括探測器、自動報警器及輸出等組成部分，并將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。課題重點設計了前端探測器部分和自動撥號報警部分，詳細分析了紅外防盜探測 器的工作原理， 最終完成了防盜防火的自動撥號報警功能。2 系統(tǒng)總體方案設計 6 2 系統(tǒng)總體方案設計 智能 報警系統(tǒng)的總體構成 智能住宅防盜防火智能報警系統(tǒng)開發(fā)設計方案是參照國內(nèi)外相關技術的發(fā)展狀況，根據(jù)我國住宅建設的實際情況，以及各相關方面的協(xié)調(diào)發(fā)展狀況，為滿足新時期居民的居住要求，真正實現(xiàn)智能化報警的要求來確定的。 本防盜防火報警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設計是將電子探測、智能控制和電話通訊技術相結(jié)合，從而形成一個兩級聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜、防火報警系統(tǒng) 。系 統(tǒng)總體構成包括防盜防火探測器、用戶端自動報警器、 自動撥號和語音電路 ，系統(tǒng)組成框圖如圖 1 所示。 模擬量以及傳感器信號防盜探測器防火探測器熱息電紅外探測器微波探測器溫度探測器光電感煙探測器CO 探測器報警開關工作燈報警燈報警蜂鳴器EEPR OM用戶端自動報警器AT89C51電源電路DTMF 撥號電路電話機接口電路語音檢測與報警電路圖 1 智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)組成框圖 用戶端自動報警器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個不同部位的不同類型探測器 (紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳 )進行監(jiān)測與控制，并對從各個探測器采集來的數(shù)據(jù)進行處理。當出現(xiàn)異常情況時，通過家中的電話線路自動撥號報2 系統(tǒng)總體方案設計 7 警，并與中央控制器建立聯(lián)系，將相關信息傳送至中央控制器中。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當有報警信號時，報 警電話享有電話線路的優(yōu)先權。 報警系統(tǒng)的功能及工作過程 智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點和功能 ： 1） 系統(tǒng)采用模塊化設計。 2） 前端報警器能夠快速、準確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認后及時通報給中央控制器。并能夠可靠地進行盜情、火情報警，通過電話線拔打預先設置的 16組電話 /手機號碼 (小區(qū)監(jiān)控管理中心電話、用戶個人電話、用戶單位電話、盜警電話1 火警電話 11緊急呼救電話 )，進行語音報警。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。 3） 用戶端自動報警器可檢測探測器或傳輸線路發(fā)生的故障 (如探頭 斷線或掉電等 )，并可向中央控制器報告故障情況。 4） 系統(tǒng)開關機采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報同時增加用戶端自動報警器的保密性。 5） 用戶端自動報警器內(nèi)提供備用電源，在沒有市電的情況下，交直流供電自動切換，確保系統(tǒng)在停電時能繼續(xù)工作。 系統(tǒng)的基本工作過程 ： 用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入侵 或發(fā)生火災等緊急情況時，與之相應的報警探測器 (各種防火、防盜及手動報警按鈕等 )則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。接到警情事件后，自動報警器立即進行確認 (多次巡檢中斷信號 )，若 50s 后無人解除警情同時警情確認無誤后，進 行事件的現(xiàn)場聲 (蜂鳴器 )、光 (LED)報警，同時用戶端自動報警器自動向相關部門撥打預先設置好的報警電話號碼，進行語音報警。在用戶端自動報警器的面板上設有 LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈 (LED)，三色警燈分別指示火災或紅外 /微波雙鑒的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈 (紅 )、工作燈 (綠 )和故障燈 (黃 )。正常時 LCD 顯示時間，事件發(fā)生時鎖定顯示當時的時間。用戶端報警器同時具有探頭故障報警功能，避免由于探頭掉電