专利名称：：分布式双级控制的红外安防系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种红外安防系统，尤其是在空间距离上呈现总线分布式、控制结构分为上下两级、自动监控点数多达480的大型红外安防系统。
背景技术：
：红外检测已较为广泛地应用于自动安防系统中。普通被动红外检测技术是比较人体与背景物体的红外辐射差异，从而检测出人员入侵等状况。单纯的红外检测容易引发误报警。红外微波双鉴检测是把被动红外探测和主动微波探测两者结合起来，既保持微波探测可靠性高、与热源无关的优点，又集成红外探测无照明和亮度要求、可昼夜运行的特点，从而提高了检测精度，降低了误报率。本实用新型中红外探头即采用了红外微波双鉴式。目前，红外安防系统主要具有两种结构形式。一种是单机式系统，即以单片机为核心构成的独立系统，其成本低、可靠性较好；但它能够同时监控的红外探头数一般最多只有16，且系统不具备扩展性。另一种是分布式系统，它是以单片机构成局部采集器，多路红外探头连接到采集器，进而利用监控PC机通过网络连接多个采集器；该类系统能监控的红外探头数最多可达100，但其成本较高、未实现分级控制、长期工作可靠性差。当前，基于总线网络技术，整体系统均采用单片机，依据"分散采集、集中管理"两级控制模式而实现的红外安防系统尚未见到。该类系统将具有成本更低，监控点数更多，扩展性更好，控制的可靠性及灵活性更高等优点。
发明内容针对单机式安防系统中红外探头数少、系统不具备扩展性，以及当前分布式安防系统中采用PC机集中监控、成本较高、长期工作的可靠性较差等不足，本实用新型提供一种分布式双级控制的大型红外安防系统。该系统基于RS-485总线网络，采用了双级控制结构，上下两级控制器均以单片机为核心实现；因而，系统的整体成本更低，具有良好的扩展功能，两级控制器独立工作，可靠性较高。本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是所述系统包括了集中控制器(101)、RS-485总线网络(102)、节点控制器(103)、IO接口线(104)以及红外探头(105);并且集中控制器(101)是通过RS-485总线网络(102)连接至节点控制器(103)，彼此独立的节点控制器(103)又分别通过各自IO接口线(104)连接到红外探头(105)。集中控制器(101)实现了系统配置、接收各节点控制器(103)信息以及整体状态的显示，节点控制器(103)完成了局部范围的状态收集、报警控制及其通讯传输，而各个红外探头(105)实现了单点的安防状态检测。上述方案中，集中控制器(101)和节点控制器(103)都是以单片机为核心而实现。集中控制器(101)通过RS-485总线网络(102)，可以连接多达20个节点控制器(103)，且无需任何监控或管理PC机。节点控制器(103)共具有24路带光电隔离的红外检测输入通道，可以脱离集中控制器(101)而单独工作。同时，集中控制器(101)和节点控制器(103)都具备蓄电池、充放电电路，从而整体系统断电后也能正常工作。RS-485总线网络(102)采用了主从式的固定长度6字节通讯协议，保证了通讯的实时性与可靠性。因此，集中控制器(101)和节点控制器(103)构成了双级控制结构，RS-485总线网络(102)和IO接口线(104)实现了物理空间上的分布式，系统全部的红外检测点数可以多达24X20=480个，实现了大型化。本实用新型使用时，由集中控制器(101)具有的液晶显示模块(310)显示整个系统状态信息，包括日期时间、节点控制器数目、各监控点布防或撤防状态、当前报警记录、历史报警记录、操作菜单提示等。用户通过集中控制器(101)的输入键盘(306)对系统进行配置、测试及记录查阅等操作，非易失数据存储芯片(307)中保持了历史报警记录和系统配置等信息。用户操作进行分级管理，具有不同权限，能够进入不同菜单。该系统的操作流程如下进入用户分级管理、修改密码、修改日期时间、查看和管理历史监控记录、设置各红外探头设防/撤防状态及时间、自动和手动布防管理、进行网络通讯测试、进行各节点控制器的报警峰鸣测试等，然后系统转入配置的自动工作状态。本实用新型的有益效果是(l)系统中所有控制器均以单片机为核心而实现，整体系统的成本更低，实时性更好；(2)总体采用了分布式系统结构，基于RS-485总线网络而构建，系统能够监控的区域较大，探头总数达到480个，扩展性和可维护性能良好。(3)该系统遵循了"分散采集、集中管理"两级控制模式，集中控制器与节点控制器相对独立工作，监控可靠性得以提高；(4)软硬件均采用了功能模块化的设计思想，系统配置与安装将更加方便、灵活。图1是本实用新型所述系统的连接示意图。图2是本实用新型中节点控制器的内部结构框图。图3是本实用新型中集中控制器的内部结构框图。图4是本实用新型中RS-485通讯协议结构图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1:各红外探头(105)采用了红外微波双鉴式探头，安装在需安防监控的单个房间内，通过IO接口线(104)连接到不同区域的节点控制器(103);节点控制器(103)分别采集各自区域内所有红外探头(105)的状态信息，其监控区域一般分别对应于某一楼层或门栋；集中控制器(101)通过RS-485总线网络(102)连接所有的节点控制器(103)，集中控制器(101)通常安装在小区或楼宇的监视值班室，它完成系统的整体设置和显示。在实施例中，红外探头(105)选用了红外微波双鉴探头DT7235T;I0接口线(104)采用非屏蔽4芯电缆AVVR4X0.2，单段长度不超过100米；RS-485总线网络(102)的通讯线选用了屏蔽双绞线AVVR4X0.2，其总长度不超过1200米。参见图2:节点控制器(103)是以单片机处理器(201)为核心实现，内部固化了该控制器通讯地址，它通过RS-485收发器(202)挂接到RS-485总线网络(102);AC-DC电源(203)与蓄电池(204)经充放电电路(205)给单片机供电；本区域24路红外探头经10接口线(104)、光电隔离(206)及IO输入口(207)模块后进入单片机处理；一路输出继电器(208)用于控制报警蜂鸣器(209);另一路电源继电器(210)则用于红外探头电源(211)的通断控制。节点控制器(103)独立完成本区域的状态采集和报警控制，并与集中控制器(101)实现主从式数据通讯；其整体安装于铁制外盒内，仅蜂鸣器(209)安装在外面。在实施例中，单片机处理器(201)采用了AT89S52，RS-485收发器(202)选用MAX1485E，AC-DC电源(203)为输出+5V、1.5A，蓄电池(204)为铅酸蓄电池12Ah、+12V输出，充放电电路(205)采用恒压充电模式，光电隔离(206)选用TLP521-4模块，10输入口(207)为AT89S52的P0、P1、P2口，输出继电器(208)和电源继电器(210)均采用G3SD-Z01P，蜂鸣器(209)选用+12￥、80，红外探头电源(211)是直流+12V、3A。参见图3:集中控制器(101)也是以单片机处理器(301)为核心而实现，它通过RS-485收发器(302)挂接到RS-485总线网络(102);AC-DC电源(303)与蓄电池(304)经充放电电路(305)给单片机供电；用户通过输入键盘(306)进行菜单操作和整体系统设置；非易失数据存储芯片(307)保存了系统参数和历史报警数据；继电器(308)用于控制全局报警蜂鸣器(309);液晶显示(310)可以实现人机交互和全局状态显示；时钟芯片(311)可获得标准时间，以实现定时的自动布撤防。集中控制器(101)可以通过总线通讯，实现对下级各节点控制器(103)的控制设置、状态采集和工作调试，并且集中显示全局的安防状态；其整体也安装于铁制外盒内，仅蜂鸣器(309)安装在外面。在实施例中，单片机处理器(301)采用了AT89C55，RS-485收发器(302)选用MAX1485E，AC-DC电源(303)为输出+5V、2A，蓄电池(304)为铅酸蓄电池16Ah、+12￥输出，充放电电路(305)采用恒压充电模式，输入键盘(306)选用4X4标准键盘，非易失数据存储芯片(307)采用了串行24C04,继电器(308)为G3SD-Z01P，蜂鸣器(309)选用+12乂、80，液晶显示(311)选用了0CMJ15X20D。参见图4:本实用新型中，RS-485总线网络(102)采用了主从式的通讯模式，即通讯只能由集中控制器(101)发起；且数据包长度固定为6字节，依次是节点控制器地址字节、指令字节、3个数据字节、累加和字节。在实施例中，节点控制器地址字节的值可为120，指令字节的值可为18，3个数据字节的值取决于指令类型，累加和字节的值为前5字节之和对256取余数。实施例中具体通讯协议的类型如下表所示。其中，状态字节S1.0Sl.7对应于节点控制器所属的红外探头18，状态字节S2.0S2.7对应所属探头916，状态字节S3.0S3.7对应所属探头1724，且各位为"0"表示有报警状态、各位为"1"表示无报警状态；屏蔽字节Ml.0Ml.7对应于节点控制器所属的红外探头18，屏蔽字节M2.0M2.7对应探头916，屏蔽字节M3.0M3.7对应探头1724，且各位为"1"表示屏蔽、各位为"0"表示开放；而通讯测试字节T1T3均为随机值。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种分布式双级控制的大型红外安防系统，其特征在于，所述系统包括集中控制器(101)、RS-485总线网络(102)、节点控制器(103)、IO接口线(104)以及红外探头(105)；并且集中控制器(101)是通过RS-485总线网络(102)连接至节点控制器(103)，节点控制器(103)又通过IO接口线(104)连接到红外探头(105)，所述集中控制器(101)完成了系统的整体配置和状态显示，所述节点控制器(103)完成局部范围的状态收集和通讯传输，所述红外探头(105)实现单点的安防状态检测。2.根据权利要求l所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，集中控制器(101)是以单片机处理器(301)为核心，包括AC-DC电源(303)、输入键盘(306)、非易失数据存储芯片(307)、继电器(308)、蜂鸣器(309)、液晶显示(310)、时钟芯片(311)模块，并通过RS-485收发器(302)连接到RS-485总线网络(102);集中控制器(101)可以连接最多达20个节点控制器(103)。3.根据权利要求l所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，节点控制器(103)是以单片机处理器(201)为核心，包括AC-DC电源(203)、光电隔离(206)、10输入口(207)、输出继电器(208)、蜂鸣器(209)、电源继电器(210)、红外探头电源(211)模块；节点控制器(103)共具有24路带光电隔离的红外检测输入通道；且由RS-485总线网络(102)配置后，可以脱离集中控制器(101)而单独工作。4.根据权利要求1所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，RS-485总线网络(102)采用了主从式的固定长度通讯协议。5.根据权利要求l所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，红外探头(105)均采用了红外与微波双鉴复合式探头。6.根据权利要求14任一项所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，RS-485总线网络(102)通讯速率为9600bps时，集中控制器(101)和节点控制器(103)之间距离可达1200米；工作电压为+12V时，节点控制器(103)和红外探头(105)之间距离可达100米；整套系统最多可以监控探头的总数能达到24X20=480。7.根据权利要求14任一项所述的分布式双级控制红外安防系统，其特征在于，集中控制器(101)和节点控制器(103)均具备蓄电池、充放电电路，整体系统断电后能够正常工作。专利摘要本实用新型公开了一种分布式双级控制的大型红外安防系统，该系统包括集中控制器(101)、RS-485总线网络(102)、节点控制器(103)、IO接口线(104)以及红外探头(105)；并且集中控制器是通过RS-485总线网络连接至节点控制器，节点控制器又通过IO接口线连接到红外探头。集中控制器完成系统的整体配置和状态显示，节点控制器完成局部范围的状态收集和通讯传输，红外探头实现单点的安防状态检测。集中控制器和节点控制器构成双级控制结构，RS-485总线网络和IO接口线实现了物理空间分布式。集中控制器和节点控制器均以单片机为核心实现，且都带有蓄电池；因此系统无需监控PC机，断电后也能正常工作。文档编号G08B13/18GK201518152SQ20092006635公开日2010年6月30日申请日期2009年10月21日优先权日2009年10月21日发明者彭可,彭年香,徐孟龙,李仲阳,杨进宝,黄丹申请人:湖南师范大学