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1 智能盒的主要功能 智能盒的主要功能有： （1）多表計數(shù)與抄收功能：水、電、氣等表輸出的脈沖數(shù)字信號接入智能盒，智能盒中的單片機實現(xiàn)實時累計多表數(shù)據(jù)并將多表數(shù)據(jù)通過網絡接口傳送至物業(yè)管理中心的物業(yè)管理系統(tǒng)主機；在智能盒掉電時能及時將多表數(shù)據(jù)保存在其內部的E2PROM中。 （2）多表防拆與故障檢測功能：當多表被有意破壞，或發(fā)生故障時，智能盒將故障信息告知物業(yè)管理系統(tǒng)主機。 （3）多表切斷功能：當用戶沒有按時交納多表費用時，智能盒接收物業(yè)管理系統(tǒng)主機發(fā)來的交費通知、金額與期限，過期仍不交納相應費用，則切斷對應的開關閥。 （4）工作狀態(tài)設定功能：用戶根據(jù)需要設定布防工作狀態(tài)和撤防工作狀態(tài)。布防工作狀態(tài)是住宅內沒有人時的工作狀態(tài)，當住宅內最后一個人離開時，按“布防”鍵，并輸入相應的密碼，延時一段時間后，智能盒進入布防工作狀態(tài)。撤防工作狀態(tài)是住宅內有人的工作狀態(tài)，當?shù)谝粋�人進入住宅時，在規(guī)定的時間內，按“撤防”鍵并輸入相應密碼就可以撤防。 （5）緊急求助功能：住宅內的人員需要外援時，可按“求助”按鈕，當緊急求助按鈕按下時，智能盒將求助信號發(fā)至物業(yè)管理系統(tǒng)主機。手動復位可清除緊急求助信號。 （6）報警功能：報警信號有即時報警和延時報警兩種，即時報警是全天候監(jiān)控防區(qū)，一有警情，立即報警，警情消失，報警信號取消，沒有記憶功能，如煙感、煤氣泄漏等傳感器信號設置為即時報警；延時報警是當警情發(fā)生時并不立即報警，而是延時一段時間，再根據(jù)用戶設定的工作狀態(tài)進行相應處理，此類報警具備記憶功能，如門磁、紅外探測器等傳感器信號設置為延時報警。 （7）手動復位功能：手動復位信號有效時，可清除非法入侵報警信號。 2 智能盒的硬件設計 下面通過智能盒的硬件結構框圖、在線編程電路、部分GP32外圍電路等各方面內容來介紹其硬件設計。 2．1 結構框圖 家用智能盒的硬件結構框圖如圖1所示，它包含了微機系統(tǒng)的前向通道，后向通道，人機通道和相互通道。它的核心部件是68HC908GP32單片機。 GP32是Motorola公司HC08系列8位單片機，內部含有32K Flash程序存儲器，設計完成的智能盒程序存儲在此Flash中，可以在線編寫和修改程序，同時內部設有程序安全碼，安全碼不符合時無法進行程序的讀取與修改，保證了程序的安全性；內部還含有8通道8位A／D轉換器，512字節(jié)的RAM，一個SPI接口，一個SCI接口，四路輸入捕捉接口，33位通用I／O口等。 2．2 在線編程電路 編寫單片機的應用程序經常需要幾次反復，而且在試用階段，乙方也常會提出一些新的要求，使設計更加合理，使用更加方便，因此修改應用程序是開發(fā)人員經常會碰到的問題，GP32單片機在FF20H至FF52H的地址范圍內提供了307個字節(jié)的監(jiān)控ROM，使得GP32能夠進行在線編程，容易實現(xiàn)程序修改。圖2是GP32單片機在線編程的一種線路圖，通過此線路能夠實現(xiàn)PC機利用標準RS－232接口對GP32編程，GP32的一個口線PA0接收信息，波特率是9600波特，SW1用于選擇內部總線時鐘，聯(lián)動開關SW2、SW3、SW4用于選擇使用的時鐘源。 2．3 GP32外圍電路設計 2．3．1 網絡接口 智能盒是一個網絡節(jié)點，網絡接口完成了智能盒的網絡節(jié)點功能，小區(qū)網絡采用LONWORKS總線結構。網絡接口采用超大規(guī)模Neuron芯片3150，它的內部含有3個CPU，分別為介質訪問CPU、網絡控制CPU以及應用CPU，512字節(jié)的E2PROM，2048字節(jié)的RAM，2個16位定時／計數(shù)器，11條可編程I／O引腳，內部不含有ROM，但可擴展64K程序存儲器，為修改程序方便，擴展了Flash存儲器，其中42K用于存放程序，其它用于存放LonTalk通信協(xié)議，通信協(xié)議由開發(fā)工具攜帶。GP32單片機通過SPI接口與3150芯片相連。 2．3．2 開關量輸入通道 智能盒中設有8路開關量輸入通道，這些開關量信號用于緊急求助、手動復位、傳感器防拆和消防等，所有開關量輸入信號均經過光電隔離，進入GP32的輸入線。 2．3．3 數(shù)字量輸入通道 智能盒中設有4路數(shù)字量輸入通道，這些數(shù)字脈沖信號來自于水、電、氣表等的脈沖輸出，脈沖輸入信號經光電隔離，進入GP32的TIM部件，TIM部件在此作輸入捕捉用，設置成邊沿觸發(fā)方式，利用中斷方式累計多表用數(shù)，每個脈沖當量的設置、脈沖數(shù)當量轉換等由程序完成。 2．3．4 模擬量輸入通道 智能盒中設有8路模擬量輸入通道，直接使用單片機內的8路8位A／D轉換器。需要檢測的模擬量信號有入侵報警信號，消防報警信號等。入侵報警的模擬量輸入信號定義為：電壓在2V至3V之間屬正常情況，小于2V或大于3V均屬報警信號；消防報警的模擬量輸入信號定義電壓是：在2V以下屬正常，輸入電壓在3V以上屬報警信號。 2．3．5 開關量輸出通道 智能盒中設有7路開關量輸出通道。GP32的輸出線經TPIC6B595芯片驅動，控制＋24V的直流繼電器，4路繼電器輸出用于切斷多表控制，其余的用于報警輸出、接通監(jiān)聽器以及備用。 2．3．6 數(shù)據(jù)的顯示與存儲 一般情況下，多表數(shù)據(jù)以及智能盒的工作狀態(tài)隨時送至物業(yè)管理系統(tǒng)主機，但為了滿足智能盒在斷電情況下，仍能保存多表數(shù)據(jù)、智能盒工作方式以及用戶輸入的密碼，GP32擴展了一片X2504E2PROM芯片。X2504芯片采用串行接口，同時內帶Watchdog電路，程序運行故障時可以產生復位信號。智能盒的顯示方式采用LCD顯示，LCD顯示尺寸選用128×256點陣，采用菜單查詢與翻面相結合，需要顯示的數(shù)據(jù)和信息均可以在LCD上得到反映。 3 軟件設計 智能盒的軟件設計包括GP32內的程序設計和Neuron芯片3150內的程序設計兩部分。 3．1 GP32單片機的軟件設計 智能盒的各種操作均由GP32單片機內的程序控制，程序采用MC68HC08匯編語言編寫，調試完畢的程序存入單片機內的Flash中，程序設計采用模塊化方法，模塊構成如圖3所示。 3．2 Neuron芯片的軟件設計 Neuron芯片3150中的應用程序使用Neuron C編程，調試完畢后的程序固化在擴展的Flash程序存儲器中，主要負責節(jié)點的網絡管理。 4 結束語 本文介紹的家用智能盒具有很好的實際推廣應用價值。目前已研制、調試完成，并完成了各種功能、可靠性、規(guī)范等試驗，已投入小區(qū)進入實際使用階段。 |
