VII某幼兒園單片機安防系統(tǒng)功能的實現(xiàn)分析案例安防信號檢測系統(tǒng)由煙霧輻射傳感器、火焰輻射傳感器等主要傳感器部分組成。單片化微機溫度檢測處理中心全天候一直處于自動掃描工作狀態(tài),當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)、有毒氣體泄漏等異常情況發(fā)生時,系統(tǒng)中的相應(yīng)傳感器的參數(shù)信號通過自動單片化微機處理后與系統(tǒng)預(yù)先預(yù)計設(shè)置好的參數(shù)信號進(jìn)行自動比較,當(dāng)系統(tǒng)滿足自動報警功能條件時,進(jìn)行現(xiàn)場和遠(yuǎn)程自動報警。煙霧傳感器與火焰探測器功能的模擬實驗是基于硬件：ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點，煙霧傳感/火焰?zhèn)鞲泄?jié)點CCDebugger仿真器與軟件：KeiluVision4編譯軟件，STC下載軟件STC_ISP，IAREmbeddedWorkBench,ZStack協(xié)議棧等，意在說明煙霧傳感器感/火焰探測器通過實驗操作能夠?qū)熿F/火焰輻射作出相關(guān)動作。1.1煙霧傳感器功能實現(xiàn):通過編寫實驗源代碼，更改enddevice.h文件中的相應(yīng)傳感器節(jié)點號數(shù)，連接仿真器與電腦的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，然后將執(zhí)行程序下載到煙霧傳感器節(jié)點上，最后用公母直連串口線將ZigBee網(wǎng)關(guān)節(jié)點的串口與電腦的9針COM口相連，打開移動串口通信調(diào)試管理助手,進(jìn)入如圖所示的主界面,選擇一個十六進(jìn)制串口發(fā)送,十六進(jìn)制的串口接收,在串口參數(shù)設(shè)置框中選擇正確的調(diào)試端口號以及9600-8-n-1串口調(diào)試配置,最后一次點擊選擇打開后的串口調(diào)試按鈕。

發(fā)送060300340001C473返回0603020079CC66圖4-1煙霧傳感器運行時串口輸出信息0079是返回的煙霧值,當(dāng)對煙霧傳感器哈氣,值會上升。1.2火焰探測器功能實現(xiàn):其操作方法與煙霧傳感器無大差異，僅需在程序中修改火焰探測器的Sensor_Kind參數(shù)（節(jié)點參數(shù)），打開串口調(diào)試助手,進(jìn)入如圖4-2所示界面,選擇十六進(jìn)制發(fā)送,十六進(jìn)制接收,在串口參數(shù)設(shè)置選擇正確的端口號以及9600-8-N-1串口配置,最后點擊打開串口按鈕,最后點擊打開串口按鈕,發(fā)送0503003800010443有火焰照射返回05030200018844無火焰照射返回05030200004984圖4-2火焰探測器運行時串口輸出信息通常在火災(zāi)發(fā)生后，我們可以采用玻璃球灑水噴頭進(jìn)行自動滅火。玻璃球灑水噴頭主要由噴頭、玻璃球、濺水盤、球座以及密封器件組成。其工作原理為：在常溫狀態(tài)下，球體外殼可以承受住水管內(nèi)的水流壓力，以保證噴頭的密封（非工作）狀態(tài)。在火災(zāi)發(fā)生時，空氣溫度迅速升高導(dǎo)致玻璃球內(nèi)有機溶液溫度升高而體積膨脹，直到玻璃球破裂，密封器件失去支撐而被管道內(nèi)的水流沖掉，從而達(dá)到噴水滅火的效果。可以作用于4℃~70℃的環(huán)境下的噴水滅火管網(wǎng)。其示意圖如下：圖4-3玻璃球灑水噴頭1.3.煙霧傳感器·火焰探測器通信模塊圖4-4（a）、4-4（b）顯示了安全系統(tǒng)通信模塊發(fā)送短信的流程圖。程序初始化后，當(dāng)煙霧濃度過高或發(fā)生火災(zāi)時，探頭前端的傳感器檢測到異常信息，打開報警系統(tǒng)，將預(yù)先配置好的信息發(fā)送給用戶，通知用戶出現(xiàn)異常情況。該程序使用unicon對象的編號進(jìn)行編碼，并將其放入SIM卡中短信返回的索引中。系統(tǒng)初始化后，執(zhí)行延時抗干擾程序，模塊注冊到網(wǎng)絡(luò)約15秒。此時模塊指示燈亮1s，滅3s，表示已連接網(wǎng)絡(luò)，輸入延時信號掃描。當(dāng)檢測到控制中心發(fā)送的消息控制命令時，將消息發(fā)送給用戶。20秒的延遲時間表示消息已經(jīng)發(fā)送。如果沒有檢測到控制指令,就會返回執(zhí)行延時循環(huán)。（a）煙火檢測流程圖（b）SIM模塊工作流程圖圖4-4ST89C52單片機自動遙控完成了實時控制報警功能,根據(jù)霧煙、火焰信號來準(zhǔn)確判斷電路出現(xiàn)的各種異常情況后對各個蜂鳴器信號進(jìn)行實時報警,同時用視頻串口通信p3.0,p3.1驅(qū)動軟件sim900a對各個蜂鳴器信號進(jìn)行自動遙控以及短信息的自動報警。單片機通過p1.1,p1.2檢測接收到的都是煙霧,其中片機p1.2是一個用于自動檢測接收到的其中煙霧濃度模擬信號,能夠比較準(zhǔn)確地通過測定計算出其中煙霧的大小和煙霧濃度。p1.4通過空氣火焰輻射傳感器檢測模塊可用來自動檢測現(xiàn)場的火災(zāi)狀態(tài),由氣體煙霧和空氣火焰共同產(chǎn)生作用系統(tǒng)來自動決定現(xiàn)場是否可能發(fā)生重大火災(zāi)。該開關(guān)控制電路和開關(guān)接口器件結(jié)構(gòu)如圖4-4（a）、（b）、（c）所示。系統(tǒng)在正常工作運行過程中主要設(shè)置有實時布防和自動撤除報警模式兩種,兩個布防模式主要操作目的也都是為了有效防止小孩操作失誤而同時觸發(fā)自動報警。打開系統(tǒng)的直流電源給整個測量系統(tǒng)過程提供直流電源,按下射頻布控的啟動按鈕,整個測量系統(tǒng)就有機會自動進(jìn)入一個延時射頻掃描的工作狀態(tài),實時掃描檢測每一個測量傳感器的工作信號。（a）（b）（c）圖4-5控制及接口電路當(dāng)幼兒園內(nèi)發(fā)生遇到此類火災(zāi)時,煙霧傳感器和火焰輻射傳感器分別會將手機接收器得到的報警信號與預(yù)先已經(jīng)設(shè)置好的園區(qū)煙霧有毒氣體質(zhì)量濃度值和火焰溫度光敏度測量值數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較,當(dāng)測量數(shù)值高于預(yù)先設(shè)置好的值,此時系統(tǒng)就會自動觸發(fā)煙霧報警控制系統(tǒng),蜂鳴器蜂鳴聲響起,大約3s之后,SIM900A報警模塊在手機短信息的控制下可在接收報警指令后,向園區(qū)用戶手機發(fā)送"煙霧警報"和"火災(zāi)警報"的手機短信息,以告知家長園區(qū)內(nèi)發(fā)生的異常情況。1.4視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能的實現(xiàn):根據(jù)實地調(diào)研的具體情況,門口有很多比較大的廣場和休閑娛樂設(shè)施等,無疑會給人們提出一個安全和風(fēng)險防范的需求。首先我們需要充分考慮到該系統(tǒng)必須同時具備緊急事件預(yù)警,不但需要實現(xiàn)圖像的高清和數(shù)字化、智能化,而且也需要同時實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的視頻監(jiān)測和信息與當(dāng)?shù)毓矙C關(guān)的互聯(lián)網(wǎng),滿足安全生產(chǎn)技術(shù)和風(fēng)險防范項目建設(shè)的要求。園區(qū)數(shù)字視頻監(jiān)測系統(tǒng)和系統(tǒng)的構(gòu)成框架如圖4-5所示。圖4-5安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成圖1.1.1門禁及出入控制學(xué)校門口在上下午的規(guī)定時間里有傳送門迎接每個孩子上下兒童的這個時候由于學(xué)校人群流動密度相對較高,發(fā)生各種安全突發(fā)事件情況的發(fā)生概率相對比較高,這也是安全生產(chǎn)風(fēng)險相應(yīng)防范的一個重點所在地區(qū)和一個關(guān)鍵時期。從對于校園區(qū)內(nèi)外的臨近停車位分別加強了安全管理工作入手,在每個停車出入口處均分別安裝了專門的停車門禁控制設(shè)施,便于對允許旅客駕車往來的閑雜車輛和臨近工作人員的停車情況及時進(jìn)行車輛信息采集記錄和安全標(biāo)識,在門口外的兩個臨近停車處不僅為準(zhǔn)許擁有閑雜車輛工作人員而在滯留的停車位置上還特別專門設(shè)置了一條交通安全警戒線,校門口的樓房上方和門左右兩側(cè)分別還各設(shè)置了一臺紅外探測鏡頭，構(gòu)成一體化的人機智能高速全景飛行監(jiān)測環(huán)境并可實現(xiàn)全天候、多維度的高速全景監(jiān)測。只要有人有意闖入高校的安全警戒控制區(qū),計算機的各種自動智能視頻數(shù)據(jù)采集分析處理軟件立即正常工作運行,并對其他高危管理人的異常行為(包括例如起起跌跌、停留時間相對較長或者經(jīng)常使用各種手持檢測儀器等)的高危管理部位及時發(fā)出了自動預(yù)警,校園的保安員立即主動通報出警并并對高危管理部位可疑的工作人員行為進(jìn)行了及時干預(yù)與自動追蹤。對于重要的日常住宿辦公地點,例如公立學(xué)校食堂、倉儲室、財政部門辦公房等就一定需要嚴(yán)格做到門禁以及外出嚴(yán)管,以有效防止任何外來人員的非法外出進(jìn)入,避免再次發(fā)生相關(guān)社會治安安全問題以及發(fā)生食物安全事件。1.1.2周界安防校園的安全周界線比較長,是整個安全和事故防范工作力量最弱的一個重要環(huán)節(jié)。把現(xiàn)在校界安全監(jiān)測系統(tǒng)范圍內(nèi)的所有可以禁止攻擊入侵者的區(qū)域都被建設(shè)為了布防控制地帶。校界上所有的每個地方監(jiān)視攝影像機都可以只能夠說是直接安裝在下方圍墻的一個轉(zhuǎn)角處,設(shè)備下方圍墻可能會發(fā)現(xiàn)存在一個幾米長的監(jiān)視盲區(qū),需要另外一只地方攝影像機使用來對其補充進(jìn)行監(jiān)視。因為人的視線盲區(qū)范圍通常是150度,處于完全盲區(qū)時可以通過另外一只無線攝像機拍出來及時補充前一只的視線盲區(qū)。現(xiàn)場拍攝采用了一臺固定式視頻攝像機,它本身是一個安裝在現(xiàn)場圍墻內(nèi)側(cè),距離圍墻地面5m高的固定位置,機身上所需要安裝的攝像角度通常是微微向下傾斜,并與圍墻水平線上的長度相差為35角。紅外線對射器、微波輻射檢測器和探測器也分別通過選擇了最進(jìn)行優(yōu)化的器件安裝監(jiān)控設(shè)備和安放位置,這些由監(jiān)控器件連接構(gòu)成的三監(jiān)合一檢測監(jiān)控系統(tǒng)直接使得監(jiān)控布防區(qū)域范圍內(nèi)的區(qū)域之間能夠同時實現(xiàn)無縫的安全覆蓋,形成了一道完全虛擬化的監(jiān)控布防范圍。考慮到雨季時夜晚的紅外光線照射強度極差,為了通過對每一個紅外布控點的球進(jìn)行實時監(jiān)視和攝像來取得清晰的圖像,運用快速紅外打球機與紅外布控鏡頭進(jìn)行相互協(xié)作,即使它們是在夜晚燈光強度照明一定程度同時處于最高或極低亮度水平的其他地方,也同樣能夠很好地實時抓拍到并得到穩(wěn)定清晰的圖像,實現(xiàn)了人機全方位、全天候、實時并且無任何盲點地實時進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)其中有工作人員進(jìn)入設(shè)防地帶時,智能監(jiān)測系統(tǒng)會自動鎖定報警并顯示出其行動的軌跡,此裝置與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了聯(lián)動,并將監(jiān)測攝像機捕獲到的案發(fā)現(xiàn)場圖像畫面自動地切換到了主監(jiān)視器上,為巡更人員能夠在第一時間做出果斷性的決策提供了依據(jù)。1.1.3幼兒接送數(shù)字認(rèn)證通常這些小孩子的接送任務(wù)都是需要由一個大的孩子或者同一家庭若干個家長小組的工作成員共同一起負(fù)責(zé)組織完成,尤其主要是家庭保姆或者家庭鐘點工對于如何接送這些小的孩子來說無疑是最困難的一種區(qū)分與安全管理,因此如何快速建立一個完全數(shù)字化的孩子接送安全認(rèn)證系統(tǒng)，孩子檔案與安全管理便捷社會已經(jīng)逐漸成為了如何保證這些接送孩子路上安全的最有效的科學(xué)管理方法。首先重要的一點也就是該兒童信息收集系統(tǒng)將現(xiàn)場兒童接收和報到、兒童家長接送到兒童的相關(guān)資料、圖像都同時進(jìn)行了系統(tǒng)數(shù)字化的收集記錄和整理存檔,并通過一套數(shù)碼化的接送兒童卡和電子閱讀管理系統(tǒng),對于現(xiàn)場接收和報到的接送兒童的家庭人員都同時進(jìn)行了所有圖像和兒童身份證的識別，并且同時保留了現(xiàn)場的所有視頻錄像和所有文本記錄內(nèi)容。1.1.4中心控制室架構(gòu)中心視頻控制室系統(tǒng)采用德國視鷹e-se-8000h.2系列全新國際品牌本地網(wǎng)絡(luò)主機視頻存儲服務(wù)器和先進(jìn)的國內(nèi)嵌入式linux微機操作系統(tǒng),達(dá)芬奇處理器,采用最新h.264壓縮編碼方式和國內(nèi)專家獨創(chuàng)的網(wǎng)絡(luò)視頻整流輸出技術(shù)雙碼流,碼流視頻輸出一専門專用于本地網(wǎng)絡(luò)主機的視頻存儲,碼流視頻輸出二專門應(yīng)用于在線網(wǎng)絡(luò)上傳,雙碼的整流輸出技術(shù)大大提高了在線視頻網(wǎng)絡(luò)上傳的傳輸效果。局域網(wǎng)及其他廣域網(wǎng)的延時分析管控網(wǎng)絡(luò)端監(jiān)視延時不僅盡可能不得超過0.5s,且各種網(wǎng)絡(luò)端分控監(jiān)視產(chǎn)品圖像中的cif/dif（兩種不同分辨率）均可相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換,大大提高了網(wǎng)絡(luò)端監(jiān)視產(chǎn)品的技術(shù)實用性。另外,能夠?qū)?shù)字視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行高速模擬和混合數(shù)字化視頻轉(zhuǎn)換,有利于強大的模擬數(shù)字中