l 引 言

　　安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究設(shè)計與實現(xiàn)，是一項專業(yè)性很強的實用技術(shù)。普遍認為，所謂安防監(jiān)控系統(tǒng)，就是以安全防范為主要目的，依靠和運用各種高科技裝備及手段，系統(tǒng)、實時、全面、不間斷地對人、設(shè)備及周邊環(huán)境進行監(jiān)督、控制的一系列設(shè)備的總和。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步，安防監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用普及越來越廣，科技含量越來越高。先進的監(jiān)控系統(tǒng)集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的最新研究成果，是現(xiàn)代高科技產(chǎn)品和技術(shù)的一個結(jié)晶和縮影。當然，安防監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)不能一味地追求高、精、尖，其最根本的立足點還是必須回歸實用性，在保障適用性的前提下追求最低的成本與價格。本文提出一種基于USB總線和單片機構(gòu)成的監(jiān)控主機設(shè)計方案。該主機具備一定的智能化控制功能，在個人計算機上實現(xiàn)硬件驅(qū)動和監(jiān)控應(yīng)用軟件開發(fā)，具有較高性價比，適用于一般民居等場所的安全防盜系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

　　安防系統(tǒng)監(jiān)控主機的設(shè)計要求主要包括：采用多媒體計算機輔助控制、硬盤錄像等技術(shù)，通過程序?qū)崿F(xiàn)預(yù)警、遠程傳輸、遠程控制功能。有較強的防范能力及報警功能，便于上下聯(lián)動，有較高的自動化、智能化功能，能自動響應(yīng)信號報警、調(diào)用相應(yīng)的攝像機畫面、發(fā)出聲光警報，并能根據(jù)報警信號的來源和性質(zhì)做出一定的判斷，向職守人員提供相應(yīng)的處置方案，自動啟動某些防范手段，能有效減小職守人員工作強度，加強快速反應(yīng)能力等。 基于信號捕獲及處理流程，安防系統(tǒng)主要有5個部分：

　　信號采集與處理 包括紅外、煙感、溫敏、壓力、斷路、微波等傳感器對光、電、熱、力、位移等物理量變化以及視頻、開關(guān)信號的采集與轉(zhuǎn)換，并依據(jù)規(guī)則進行門限判決和編碼。

　　數(shù)據(jù)傳輸 主要是各模塊、各部件之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及相互交換的過程。

　　系統(tǒng)響應(yīng)與自動控制 主要是進行自檢掃描，對各種預(yù)設(shè)的情況及報警事件作出中斷響應(yīng)。

　　人機交互 通過USB總線實現(xiàn)PC機與單片機之間通信，通過安防監(jiān)控軟件向監(jiān)控主機發(fā)出指令，接收數(shù)據(jù)和請求，并根據(jù)報警事件提供處置預(yù)案。

　　遠程通信與控制 基于PSTN，通過MODEM與遠程控制中心交換數(shù)據(jù)并接收指令。

　　安防系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖1所示。

4主要軟件模塊

　　監(jiān)控主機的設(shè)計與實現(xiàn)，難度主要在軟件開發(fā)。一方面是由于USB 2．O作為一種先進的接口標準，他的協(xié)議規(guī)范比較復雜，這種復雜在設(shè)備開發(fā)中主要體現(xiàn)為固件程序的開發(fā)。另一方面要求開發(fā)人員對PC機的硬件驅(qū)動和操作系統(tǒng)比較熟悉，還要求有比較熟練的數(shù)據(jù)庫編程經(jīng)驗。其軟件設(shè)計主要分3個模塊(如圖3所示)：

(1)固件程序

　　固件程序完成的功能包括：完成初始化、自檢和掃描任務(wù)，通過USB總線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，處理報警和通信中斷請求。包括4個子程序：

　　主程序(MAIN．C) 主要完成初始化工作，發(fā)送USB請求，處理USB總線事件，用戶功能處理等；

　　中斷處理程序(ISR．C) 主要是處理來自ISPl581的LrSB通信中斷請求和開關(guān)量報警的中斷請求；

　　LJSB協(xié)議(USB．C) 主要功能就是響應(yīng)主機提出的USB設(shè)備識別要求。響應(yīng)函數(shù)對設(shè)備要求進行譯碼，確定設(shè)備要求的類別；

　　USB電氣接口驅(qū)動(P81．C) 主要是讀寫操作，將需傳送的數(shù)據(jù)與ISP1581芯片之間通信。程序流程如圖4所示。

2)驅(qū)動程序(ISP81．sys)

　　在單片機固件開發(fā)調(diào)試通過后，主機就能正確識別了，并且如果PC機操作系統(tǒng)中有自帶的這種設(shè)備的通用驅(qū)動程序，就無需再開發(fā)任何軟件就可直接使用。否則必須自行開發(fā)驅(qū)動程序。本文采用WinDrivet工具軟件編寫驅(qū)動程序，通過調(diào)用工具中提供的預(yù)定義類和底層驅(qū)動接口可以方便地生成符合用戶要求的驅(qū)動程序，不足之處是獨立性不好，適用范圍有限。因為使用winDrivet只提供一個設(shè)備安裝信息文件(．inf)，真正的驅(qū)動程序接口在安裝win[)river時就已經(jīng)加載了。不過，WinDrivet更的用途在于可以很方便地調(diào)試幾乎所有計算機總線接口設(shè)備，在計算機外部設(shè)備開發(fā)過程中能夠起到很好的幫助作用。 (3)應(yīng)用程序

　　應(yīng)用程序是處在應(yīng)用層的上層軟件，他面向用戶提供人機會話界面，并實現(xiàn)各種功能，用戶通過應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備實施控制。應(yīng)用程序使用最常用的Microsoft VisualC++6．O開發(fā)環(huán)境進行開發(fā)編譯，主要分成2個子程序：一是操作臺程序(OPERATION．C)。控制視頻畫面切換，提供人機交互，通過調(diào)用winDriver工具軟件生成的驅(qū)動程序提供的一些間接控制設(shè)備硬件的接口函數(shù)，實現(xiàn)USB通信功能；二是報警處理程序(ALARM．C)。處理單片機報警信號，調(diào)用數(shù)據(jù)庫文件，向使用者提供智能化處置預(yù)案。程序流程如圖5所示。

5 結(jié) 語

　　本文提出的家居安防系統(tǒng)監(jiān)控主機設(shè)計實現(xiàn)方案，具備較強的通信能力和一定的智能化處理功能，可以滿足大部分民用住宅自身安全防范的需要。

　　他的特點主要有：

　　(1)監(jiān)控主機設(shè)置對開關(guān)量報警的響應(yīng)，是考慮到安防系統(tǒng)前端傳感器、探測器無論多么復雜，都是經(jīng)過門限判決、信號轉(zhuǎn)換、編譯碼之后提供給單片機監(jiān)控主機，因此可用開關(guān)量來模擬一切報警事件的發(fā)生。同時，按鍵開關(guān)也是最可靠且行之有效的報警手段之一。

　　(2)應(yīng)用成熟的51系列單片機，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠，完全可以滿足一般數(shù)字信號處理