基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的宿舍智能防火防盜報警系統(tǒng)

　　3 軟件程序設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)軟件部分主要完成了系統(tǒng)及各個模塊初始化、警情信號檢測（火警／盜情）、系統(tǒng)設(shè)置、RS 485總線協(xié)議及聲光報警的程序設(shè)計(jì)。具體的程序流程圖如圖6，圖7所示。

　　4 通信協(xié)議

　　在RS 485總線通信系統(tǒng)中，由于供電、空間噪聲以及傳輸路徑等因素的影響，數(shù)據(jù)傳播過程中很容易受到干擾或者信號衰減，造成通信失敗，因而需要設(shè)計(jì)一種傳輸協(xié)議，保證在這種不可靠的物理鏈路上建立起可靠的數(shù)據(jù)連接。本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控室主機(jī)是一個簡單的多點(diǎn)對一點(diǎn)通信。

　　4.1 波特率設(shè)置及通信方式的選擇

　　考慮到RS 485總線自身的特點(diǎn)并兼顧到數(shù)據(jù)通信的速度和穩(wěn)定性，波特率選擇2 400 b／s，這樣可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。由于通信是多對一的關(guān)系，串口選擇工作方式3。

　　4.2 數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式的確定

　　使用RS 485總線通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)時，很容易遇上干擾，使傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致傳輸錯誤?？紤]到系統(tǒng)的實(shí)際要求，本設(shè)計(jì)采用8位的CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）校驗(yàn)方式。

　　CRC校驗(yàn)和的計(jì)算是一種循環(huán)計(jì)算。從數(shù)學(xué)角度看，CRC校驗(yàn)和是用生成多項(xiàng)式（算法規(guī)則）去除一個多項(xiàng)式（由數(shù)據(jù)塊表示），CRC校驗(yàn)為相除后所得的余項(xiàng)。CRC校驗(yàn)是對要傳送的一個數(shù)據(jù)塊附加一些校驗(yàn)位，這些校驗(yàn)位（CRC校驗(yàn)位）由該數(shù)據(jù)塊算出，并隨同數(shù)據(jù)塊一并傳送。在接收端，對收到的數(shù)據(jù)塊重新按規(guī)定的算法計(jì)算CRC校驗(yàn)和，從而可以判別數(shù)據(jù)傳輸過程是否出錯。

　　4.3 通信數(shù)據(jù)的編碼

　　為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性，本設(shè)計(jì)采用的數(shù)據(jù)幀格式如表1所示。其中，前2個字節(jié)為起始同步信號，地址碼占用1個字節(jié)（0～255），用它來標(biāo)示不同床位號；待發(fā)數(shù)據(jù)包括：煙霧傳感器信號（1 B）、紅外傳感器信號（1 B）、熱釋電傳感器信號（1 B）和采集時間（7 B）；校驗(yàn)碼為8位的CRC校驗(yàn)碼。傳輸順序?yàn)椋簾熿F傳感器信號、紅外傳感器信號、熱釋電傳感器信號（高位在前，低位在后）、采集時間（依次為：秒、分、小時、日、月、年）；當(dāng)發(fā)送應(yīng)答命令時，待發(fā)數(shù)據(jù)為2 B的0xCC或者0xBB。

　　4.4 RS 485的通信協(xié)議

　　本系統(tǒng)的RS 485總線通信采用輪詢的方法。主機(jī)向RS 485總線上發(fā)送各個從機(jī)的地址，對各個從機(jī)依次詢問查看從機(jī)部分是否有警報。如果某從機(jī)有警報，就會通過RS 485總線發(fā)送指令報告給主機(jī)，然后主機(jī)和該從機(jī)通信，從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包，主機(jī)接受并解析該數(shù)據(jù)包，并作出相應(yīng)處理。主機(jī)會不斷的查詢各個從機(jī)的狀況，做到實(shí)時監(jiān)控。

　　5 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析

　　本系統(tǒng)經(jīng)測試，傳感器性能穩(wěn)定，熱釋電傳感器檢測距離能達(dá)到5～8 m，煙霧傳感器能夠很好地實(shí)現(xiàn)防火功能；紅外傳感器很靈敏，可以有效地檢測出人員的進(jìn)出情況；RS 485總線能夠很好地實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)之間的通信，做到實(shí)時監(jiān)控。各個模塊能夠很好地鏈接在一起，有較高的穩(wěn)定性。經(jīng)過多次調(diào)試，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。整體效果令人滿意。

　　6 結(jié)語

　　本文所述的宿舍智能化防火防盜報警系統(tǒng)為宿舍安防提供了一條可行途徑。該系統(tǒng)利用多傳感器檢測，通過RS 485總線自動實(shí)現(xiàn)對外求助，具有智能化、自動化特點(diǎn)，系統(tǒng)具有較為廣闊的應(yīng)用前景，對于日趨提高的安防要求，在系統(tǒng)今后的進(jìn)一步改進(jìn)中，可通過在探測器上加微處理器的方法，進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。對于大學(xué)生宿舍的安全建設(shè)具有重要意義。

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