基于单总线网络的防盗报警系统 - 全文

　　引言

　　目前PLC(电力线载波技术)已相当成熟，基于PLC思想，在终端通过总线对探测模块供电的同时, 探测模块可将报警信息耦合入电源线，送入监控终端。由于电信号的传输速度非常快，占用总线时间短，不会因为有多组信号同时存在于总线中而影响终端解码，从而使整个系统仅用一根总线即可实现探测模块供电及报警信息的传输。

　　本文基于单总线网络的防盗报警系统通过信号提取电路从总线获得交流脉冲信号，经放大后送至解码芯片进行信息解码，最后通过单片机和PC机实现信息处理和人机交互。

　　系统总体框图

        系统主要由探测和终端两大部分组成。

　　探测部分包括多个探头，分别对各个门况进行监测，如图1所示。

　　

 

　　图1 系统网络布控

　　终端部分主要实现信息提取、信息解码、信息处理和人机交互等功能。通过编码芯片PT2272对提取的信号进行解码，经过电平触发、稳压后送入单片机进行信息处理，扩展功能还可以通过串口通讯将信息送入PC机，使系统功能更加完善。

　　系统硬件设计

　　系统编解码原理

　　编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。与此同时相应的数据脚也输出高电平或低电平，如果PT2262一直供电，编码芯片也会连续发射。当PT2262得电工作，其输出经调制的60Hz每帧的串行数据信号，否则PT2262不工作。

　　解码芯片PT2272有不同的后缀，如L4/M4/L6/M6。其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出。后缀的数据表示有几路并行的控制通道。

　　信息传输原理

　　由于编码芯片发送到总线中的为分段的脉冲波形组，通过一个电容即可将报警信息耦合到总线中。本设计中的编解码芯片采用常用的2262/1.2M=2272/200K组合，输出信号为60Hz的脉冲信号 。

　　频率一定时，为使信号最大不失真耦合到总线中，电容越大越好。但是电容越大，放电时间越长，从而导致波形失真，通过测试，电容值为100mf时保真效果最好。

　　

 

　　图2 报警信号波形图

　　图2即为总线中截取的一段报警信号波形。可以看到，图2(a)是一组一组的字码，每组字码之间有同步码隔开。图2(b)是放大的一组字码，一个字码由12位AD码(地址码加数据码，设计中为8位地址码加4位数据码)组成，每个AD位用两个脉冲来表示：两个窄脉冲表示“0”;两个宽脉冲表示“1”;一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”，也就是地址码的“悬空”。

　　PT2262每次发射时至少发射4组字码，PT2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码后，才会驱动VT端同步为高电平，并同时把数据码中的“1”驱动相应的输出端为高电平。否则解码无效。

　　探测模块工作原理

　　由于本设计采用红外线光电传感器为敏感原件，当有太阳光干扰时将会产生误报，故需设计一个抗干扰电路来解决此问题，以减少误报的机率。

　　

 

　　图3 方波发生器

　　电路通过NE555定时器对电压进行1000方波振荡，输入光电传感器，如图3所示。当有太阳光干扰时，通过LM567滤波后，输出电压几乎为零，PT2262不工作，不会产生报警。只有当光电传感器发生反射时，LM567滤波器输出电压才能使PT2262芯片工作，从而发生报警。

　　取码解码电路

　　取码解码电路为终端模块组成部分之一。

　　

 

　　图4 取码解码电路

　　如图4所示，取码解码电路通过51Ω小电阻与电容的耦合，从总线中隔离直流，取出交流信号。

　　取出的交流信号经一单电源运放进行10倍放大，送入PT2272芯片进行解码。当PT2272芯片接收到数据字时，只有在VT引脚为高电平时进行信息解码，输出报警信息。

　　解码芯片通过I/O口将数据信号和使能信号送入单片机，进一步确定报警来源。

　　

 

　　图5 程序流程图

　　软件设计

　　为了加强系统功能，本文对软件部分进行了完善，主函数流程如图5所示。

　　当发生报警时，单片机处理部分发出报警音，液晶显示报警房间号、报警时间并迅速存储报警信息，用户可在任意时间进行查询。

　　结语

　　电工电子实验楼建成时布置有单总线网络，本文设计出一套单总线防盗系统，经过现场应用测试成功实现了防盗防破坏的目的，效果良好。