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在現今社會中，電話網絡報警以其快捷有效的優點得到普遍的應用。已逐步成為計算機的主流接口的通用串行總線USB很好地適應了現代計算機多媒體功能的拓展。目前通用的報警平臺的接口是采用PCI卡價格貴，且不能即插即用。采用USB接口代替PCI卡，不僅降低了成本，而且可以提高管理平臺的易用性和可維護性。本文在VC++下實現的小區報警管理平臺的主要功能為：接收從用戶報警系統通過電話網絡傳輸來的報警信息(包括用戶信息以及具體警報類型等)，再將報警信息通過USB接口傳入監控主機，與預先存入ADO(ActivexDataObjects)數據庫的用戶信息進行查找，確定具體用戶信息，以便及時對小區內警情進行處理。系統主要由接收報警信息預處理電路與PC機組成。報警信息接收預處理電路通過接收電話網絡傳來的報警信息，并將報警信息格式化，再通過USB接口將信息傳送給PC機。PC機接收傳送回來的格式化信息，進行信息分析和差錯處理，確認格式正確后再與數據庫(ADO)中的用戶數據進行比對，將報警用戶的信息通過報警對話框彈出顯示。 系統結構框圖 系統硬件 前端電路主要由HT9032(FSK解調電路)、單片機AT89C81、模擬摘掛機電路、線路異常監測電路和EZ-USBFX2(CY7C68013)(USB接口電路)組成，見圖2。HT9032是一種FSK解碼芯片，引腳及功能與Freescale公司的MC145447及EMC公司的EM92547A相兼容。圖3為其外圍電路以及與單片機的連接。 系統的前端電路 HT9032的電路連接圖 主叫識別信息數據的格式有二種：單數據消息格式(SDMF)和復合數據消息格式(MDMF)，前者結構簡單，也比較常用。 FSK的數據格式 信道占用信號：由一組300個連續的“0”和“1”交替組成，第一個比特為“0”，最后一個為“1”。在通話狀態下，信道占用信號不發送。接收端只在正確收到這個信號后才認為后面緊跟的為有效信號。 標志信號：由180個(掛機狀態下)或80個(通話狀態下)標志位(邏輯1)組成，即持續的高電平消息類型字：單數據格式情況下為“04H”，表示為主叫號碼傳送信息。 消息長度字：占一個字節，為消息字的數目。 消息內容：單數據消息格式。消息字內容如下：日期、時間(月、日、時、分)，共8個字節；主叫號碼(如果允許顯示)；如果不允許顯示主叫號碼，將傳送字符“P”；當終端交換機無法得到主機號碼時，將傳送字“O”。 校驗和：校驗字的算法是將消息數據(即單數據格式的消息類型字、消息長度字和消息數據字)按256的模求和取補來得到校驗字。解碼后的數據經過AT89C51的提取、整理，通過CYC68013的IO口傳送給68013的內部RAM后再經過USB總線傳送給PC機。 電話線上的直流和交流電壓都高于報警主機的電壓，需要在接口處加光耦，將程控交換機和報警器的電源隔離。要避免戶外斷線或戶外非法并機，并且報警器沒有摘機的情況下才報警。出現異常，光耦導通，集電極輸出低電平給單片機，進行異常報警中斷處理。 用PNP的三極管控制繼電器常開端的吸合和打開。當單片機發出摘機信號時，給三極管的基極低電平，三極管導通，繼電器閉合，電話線兩端的電阻降至300nΩ左右，從而實現模擬摘機。當單片機發出掛機信號時，給三極管的基極高電平，三極管截止，繼電器常開端打開，電阻上升至無窮，從而實現模擬掛機。 Cypress公司的EZ-USBFX2芯片，將USB外圍接口設備所需的各種功能包裝成一個簡潔的集成電路。集成的USB收發器連接到USB總線中的D+和D-；串行接口引擎(SIE)進行譯碼、編碼、錯誤糾正和位填充，變換USB所需的信號電平；最終，從USB接口SIE發送和接收數據。CPU采用增強8051，提高了運行速度，增強了功能。同時，該芯片采用內部RAM用于程序和數據存取。 系統軟件的實現 下位機程序 下位機程序主要由單片機89C51的中斷接收發送程序，以及USB芯片68013的固件程序組成。89C51接收來自HT9032的中斷信號，根據解碼數據格式，獲取報警電話號碼以及報警時間。HT9032解調出的FSK基帶信號，送入單片機捕獲中斷，信號碼為1200b／s。由于采樣周期不可能是理想的1200Hz，會使采樣位置漸漸偏離碼元中心，造成判決錯誤。所以，每次下降沿捕獲中斷產生后，單片機計數時鐘重新復位，矯正其采樣相位；然后，延時0.4ms(2．4kHz)，取碼元中點，并開始按1．2kHz速率采樣，由此得到0、1比特流，將其按10bit合成字節信啟，每個字節起始位是1，結束位為0，中間8位為信息。最后根據主叫識別的單數據消息格式提取所需的消息中斷處理程序。 USB的固件框架包含初始化、處理標準USB設備請求以及USB掛起時的電源管理等，提供了現成的8051程序代碼，只需簡單的提供USB描述符及編寫外設功能代碼，就可以開發出一個功能完善的USB外設。 上位機程序 上位機程序包括USB接口驅動和客戶端管理平臺。EZ-USB系列芯片都具有通過下載固件和重枚舉的方式來動態改變設備特性的能力。我們希望最終的產品能自動完成固件下載，以及設備重枚舉。在這里，我們利用EZ-USB軟件開發包提供的一個固件下載驅動程序的模板，即EZ-LoaderDriver。利用這個模板，并且改寫原驅動的inf文件，最后將新的VID／PID寫入串行EEPROM的前7個單元中。這樣將USB設備接入PC機時，固件就可以自動下載運行了。 管理平臺客戶端在微軟的VC++平臺上開發，主要功能有：通信線路故障自動檢測、報警用戶信息顯示、報警地圖顯示、報警類型顯示、報警事件處理狀態記錄、報警信息存儲和檢索等。當通信線路或計算機與報警平臺硬件之間的USB通信發生故障，PC端監控軟件會自動報警，保證系統工作可靠。當收到報警信息時，小區布局圖中報警客戶所在樓棟圖會發出紅色閃光報警。圖5所示為客戶端主界面中的小區布局圖。 軟件界面示意圖：沒有報警信號到來 軟件界面示意圖：有報警信號到來 應用程序通過I/O控制訪問EZ—USBGDP。客戶端應用程序首先通過調用Win32函數CreateFile()取得訪問設備驅動程序的句柄。用戶程序使用Win32函數DeviceIoControl()提交I/O控制碼，并且為CreateFile()函數返回的設備句柄設置I/O緩沖區。用戶程序在打開USB接口后建立一個新線程來等待接收USB總線發送過的報警信息。Access數據庫中建立了兩張表，一張是用戶信息表，一張是歷史記錄表。用戶程序通過ADO方式控制Access數據庫，ADO最主要的優點是易于使用、速度快、內存支出少和磁盤遺跡小。并且，在前端和數據源之間使用最少的層數，所有這些都是為了提供輕量、高性能的接口。當等待線程接收到報警信息并進行數據整理后，通過ADO方式對用戶信息表進行比對，檢索出報警用戶信息，在平臺界面上顯示，并且自動將報警信息記錄在歷史記錄表里。 結語 本系統可快速、高效的監控家居安防狀況。通過電話網絡及時對小區內的警情進行反應以及處理，并通過數據庫對住戶信息進行管理。平臺采用USB接口，安裝方便，容錯性好。監控平臺具有價格低廉、安裝方便、操作簡便、可靠性高和誤碼率低的優點，經過長期測試，工作正常，性能穩定，通訊可靠。 |
