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1 引言 隨著電子技術和計算機自動控制技術的引入，報警設施的自動化、智能化水平在不斷提高。同時，隨著高層建筑和大型綜合性建筑的增加，使報警系統更加復雜化和立體化，對報警系統提出了多功能性，即不單是防盜，還包括防火，有害氣體報警等一系列的要求。準確、及時地獲取報警信息和記錄報警信息，有助于安防人員做出快速的反應，減少損失，也為日后分析原因提供了依據。當前的圖形報警系統主要有以下幾種類型：一種是由分區控制器、報警器、總控制器等報警模塊組成的多級式報警系統，PC機主要與總控制器進行連接，只是負責報表、打印、顯示等功能；另一種是以視頻監控為主的，通過捕捉處理圖像進行報警，有專用的主機和設備，雖然功能強大，但是價格昂貴。根據上述背景情況，以PC機作為主控機，開發了一款圖形報警系統。 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是實驗室虛擬儀器集成開發平臺的簡稱，它是目前國際上應用最廣泛的虛擬儀器開發環境之一，它具有工業標準的圖形化編程工具，主要用于開發測試、測量、和控制系統。LabVIEW和傳統的編程語言有很多相似之處，如：數據類型、數據運算、控制結構等，但是LabVIEW采用圖形語言進行編程，使編程更靈活、方便。本系統上位機軟件采用LabVIEW進行編寫，可降低開發難度，縮短開發周期，并可以根據用戶的需要對系統做出快速的更改。 2 系統構成 報警系統主要由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分包括各種類型的傳感器、防區模塊、USB／RS-485轉接器、PC機及通信電纜；軟件部分主要是利用LabVIEW開發的圖形報警軟件。防區模塊主要由AT89C2051單片機、SN75176,總線收發器和地址編碼器組成。傳感器正常工作時I／O口是低電平，當有警情時產生高電平。I／O口接收到報警信號后，把產生警情的傳感器的地址碼通過SN75176總線收發器經過報警總線發送到上位機。報警總線包括兩條RS485數據線和兩條電源線。使用USB／RS485轉接器使系統既擁有了USB,總線較強的擴展能力，又具有RS485總線較遠的傳輸距離。當上位機接收到防區模塊發送的地址碼后，將該地址碼傳入ACCESS數據庫，由數據庫中得到該地址碼所對應的傳感器的詳細信息，然后以圖形、文字、聲音三種方式進行報警。記錄模塊對該次報警進行記錄，以便于今后的查詢。 3 軟件設計 3．1 數據庫連接 Access數據庫是一個關系型數據管理系統，具有數據庫小巧，系統資源占用少，與Windows兼容性好的優點，可以根據用戶定義的關系存儲、處理和管理數據信息。它由許多基本的表組成，用來存放不同的信息，同時可對表間的關系進行設計。LabVIEW提供了豐富的外部程序接口，如ActiveX和．NET，所以可以通過AD0、DA0、AD0．NET等方法與數據庫進行連接。采用LabSQL來進行LabVIEW和Access數據庫的連接，LabSQL，是一個通過AD0開源的數據庫訪問工具，可以當作普通的VI進行調用。 Access數據庫中的監控點信息表由以下字段組成：傳感器地址碼、傳感器類型、傳感器所在樓層、傳感器所在區域、傳感器標示、傳感器坐標(X坐標，Y坐標)。報警信息記錄表由傳感器地址碼、類型、報警時間、報警日期等字段組成。管理人員權限表由人員編號、登陸記錄、權限代碼等字段組成。當產生報警信息時，防區模塊會把產生警情的傳感器的地址碼發送到PC機。系統接收到該地址碼后，首先通過ADO Connection Create．vi與ADO建立連接，然后通過ADO Connection Open．vi打開DSN，DSN由ConnectionString指定。利用ConcatenateStrings字符串合成功能把地址碼組合成完整的SQL查詢語句。ADO SQL execute．vi通過該查詢語句，可以得到該傳感器的詳細信息。 3．2 圖形報警 圖形報警的主要功能是實現平面圖在屏幕上的顯示，并提示報警點。現有的圖形報警系統普遍采用兩種方法，一種是程序內建的繪圖程序，這種方法的優點是不依靠其他繪圖軟件，使用方便，但是繪圖能力較弱，地圖效果不好。第二種是建立與其他專業的繪圖軟件(如：AUTOCAD)的連接，這種方法雖然可以得到高質量的地圖，但是用戶很難獨自完成地圖，也不便于以后對地圖的更改。而本系統不再對繪圖軟件進行限制，用戶可以使用任意的繪圖軟件進行地圖的描繪，只要最后把圖片保存為JPG或者BMP的圖片格式，并釋放到指定位置，系統就會自動調用地圖文件。 報警點在地圖顯示為一個閃爍的圓點，對于圓的繪制采用了Bresenham算法生成圓弧，圓心位于原點的圓有四條對稱軸x=0，y=0，x=y，x=-y，則利用圓的對稱性可減少計算量。若已知圓弧上一點(x，y)，則可以得到其關于四條對稱軸的其他7個點，這種性質稱為圓的八對稱性。因此只要掃描轉換八分之一圓弧，就可以求出整個圓弧的像素集。Bresenham算法產生八分之一圓弧的遞推公式為： 當查詢完該地址的詳細信息后，ADO SQL execute．vi將查詢后的結果以數組形式輸出。通過Index Array索引數組功能，可以獲得該地址碼所對應的地圖文件名稱。然后通過Concatenate Strings字符串合成功能形成相對路徑，配合基路徑后就可以通過build path創建出完整的路徑。Read JPEG Fjle．vi通過該路徑可以讀取地圖文件，并將該地圖文件以圖像數據的形式傳送到Draw FlattendedPixmap．vi。同時，Index Array索引數組功能也獲得了傳感器的坐標，但是由于得到的結果是字符串，所以要通過Decimal string To Number先轉換成數字，通過Bundle捆綁后傳送到Draw Flattended Pixmap．vi。然后采用公式節點實現Bresenham算法后通過DrawFlattended Pixmap．vi實現報警點的圖形顯示。 3．3 通信模塊 通信模塊主要負責上位機和防區模塊之間的通信。通信模塊通過巡更檢查的方式對防區模塊進行呼叫，防區模塊如果正常工作且沒有警情發生時，防區模塊給上位機一個應答，上位機收到該應答后繼續呼叫下一防區模塊。如過有警情發生，防區模塊則把產生警情探頭的地址碼發送到上位機。如果防區模塊在規定時間內無應答，則通信模塊重復呼叫一次，仍無應答，則產生故障報警，并繼續呼叫下一防區模塊。通信模塊可以根據傳輸距離靈活設置傳輸速度，默認狀態下傳輸速率設置為1200波特率，在這個速度下傳輸距離可達到2公里左右。 3．4 記錄模塊 記錄模塊主要負責對報警信息的記錄的存儲，并且能夠查詢和打印。報警信息的記錄包括報警探頭的ID、位置、類型和報警的日期和時間。存儲功能主要把報警記錄保存入數據庫或者是Excel文件，以便于日后的查詢和統計，操作員可以對數據查看和打印，但是不具有對數據進行更改的權限。打印功能通過打印機實現。 當產生報警信息時，GetData／Time In Sermonds．vi獲得當前的日期和時間，通過Format Data／Timestring．vi把時間按照指定的格式進行顯示，然后通過Build Array．vi把時間和其他信息通過數組進行顯示。 4 結束語 圖形報警系統為安防人員提供了一種圖形化操作界面，有利于安防人員準確、直觀地進行監控，并可以迅速做出判斷、減少損失。采用LabVIEW進行開發，降低了工作量，并且使程序靈活，有利于以后根據用戶的要求進行修改。采用PC機作為控制機簡化了系統結構，降低了成本，而且對于PC機的性能要求不高，便于賓館學校等場所的使用。 |
