基于 PIC单片机的智能小区监控系统的设计.doc

1、1基于 PIC 单片机的智能小区监控系统的设计摘要：近些年来我国经济的发展速度令世界瞩目，人们的生活水平也不断提高，对于住宅的功能也提出了更高的要求。而智能小区因为具有智能化、多样化以及舒适化使人们对居住环境的要求不断得到满足。在智能小区的发展之中，基于 PIC 单片机的智能小区监控系统展现出其独特的魅力。 关键词：PIC 单片机；只能小区；监控系统 中图分类号：TK511 文献标识码：A 1、引言 伴随着人们生活质量的逐渐提高，人们对居住环境的要求随之也不断提高，对于安全工作以及信息服务的要求也是非常突出的.怎样使用计算机以及通信技术它在智能化小区家庭智能管理系统之中，对于住户家庭电表、煤气

2、表等的自动计量和火灾、煤气泄漏、入室盗窃种种警情的实时检测则已变成信息产业中备受关注的热点。使用 CAN 总线技术虽然具有开放式、数字化以及多点通信等相关的优点，然而将其使用到智能住宅小区之中，具有成本偏高的缺点，当前在我国比较难推广。所以，对其技术进行改革就很有必要。 单片机的智能小区监控系统的产生的相关背景 智能小区它是通过使用计算机技术、自动控制技术、当代通信网络技术以及 IC 卡等技术，使用高效的传输网络，来建立起一个住宅小区综2合物业管理中心同安防系统、物业管理系统、信息服务系统和家居智能化组合在一体的住宅小区服务以及集成管理系统。在我国经济的飞速发展的推动之下，我国人们的生活水平不

3、断提高，并且也对住宅的相关功能提出了较高的要求。智能小区因为其智能化、多样化以及舒适化是人们对居住环境的要求得到满足。 3、系统结构 可以使用单片机来进行实时而定采集，同时把采集到的数据通过串行口来传给 PC 机，那么 PC 机则可以完成数据它的运算、存储、以及打印。而硬件则可以通过 PC16FXX 单片机来实现，而软件则由 VC+6.0 来实现。 本系统则是由一台 PC 机及时上位机以及多台 PIC 单片机即就是下位机，来作为终端控制器，如此则就构成分布式控制的系统，PC 机 COM口会带数个终端的控制器，终端控制器的地址可以为 1-N。 PC 机使用的是巡查的工作方式来自动查询小区之内所有

4、终端控制器的报警状态，方便及时对各种报警信号做出相关的反映，同时可以通过行之有效的手段包括语音提示以及电子地图标识等等方式来向监控中心工作人员可以提供相关报警家庭的地址以及电话等有关信息，这样就可以方便及时的处理;并且也可以通过抄表这样的方式来实现自动抄表和报表输出等相关业务，而终端控制器将把用户煤气表、电表以及水表脉冲等相关数据来实现，并且可以收集现场的防盗以及防灾等有关的信息，当意外事件发生之时则可以自动开启报警器进行报警。PC 机同终端控制器将使用总线式网络结构相与之相连连，并且使用 RS-485 接口总线进行通信以及 RS4853接口总线来利用平衡发送以及差分接收方式这样的方式来实现通

5、信，用半双工的工作方式来工作，其中最大传输距离将会达到达 1200m，波特率将在 1200HZ 以及 38400b/s 之间则来设置. RS485 网络使用一对有补偿的双绞线。终端控制器使用 PIC16FXX 单片机，片中串行口可以加 MAX487转换器，并且选择在多点总线传输线之中的双向数据通信使用网络广泛应用的 MAX487 收发器，它的特点则是限斜率的驱动器，即就是驱动器将会发送一定的数字信号，它的沿边斜率将会受到一定的限制，这样就会使得电磁干扰被减少到最低，同时也会减少因为电缆终端不匹配进而出现的相关的影响.接口接线简单，在维护上比较方便，这就确保了抄表它的可靠性以及监控的实时性。其结

6、构如下图所示。 4、终端控制器硬件设计 每一个家庭都可以安装有单片机 PIC16FXX 作为核心的数据采集以及处理装置的终端控制器，PIC16FXX 之中单片机则是由美国 Microchip，该公司推出一种新型的 CMOS 工艺的 8 位单片机，具有特色的总线以及RISC 的结构，和 PIC16FXX 的程序存储器作为电可以擦除闪速存储器Flash, 可修改相关的程序，或者还可以在线编程。PICI6F83 以及PIC16F84 片之中数据存储器除过 RAM 之外，并且还有 64K 字节的 EPROM,还可以当作普通的或者是非易失性数据存储器来使用，如此则比较方便使用，它还具有片内之上电复位，并

7、且可以延时电路，看门狗电路等等。终端控制器则是由 PIC16FXX 单片机来扩展 8 路信号输入通道，通信接口4电路，键盘，看门狗电路. LCD 显示器以及 EEPROM 24C16 等等。 为了可以使硬件结构简化，使得三表设计为脉冲表，报警探头则为脉冲来输出，这样就会避免在控制器的主板之上使用 A/D 转换接口.本系统对脉冲安排 4 路输入通道，使用单片机 PIC16FXX 之中的 PORTA 端口输入，表脉冲以及报警脉冲信号则可以分别通过斯密特触发器波形整形以及 74LS244 缓冲器进入到 CPU 之中，在一定的采样周期之内，CPU 可以轮流来查询用户表以及报警输入端口的状态，同时也将会

8、进行数据的分析处理，将之存到 EEPROM 24C16 同其相应的存储区之内，等着中央计算机的抄写以及查询。再来安排 4 路输入通道使用到对撤防、设防以及解警之中。使用串行接口的器件 LCD 液晶显示器可以显示表的数据以及相关的报警状态有关信息，使用的是液晶显示模块，其内置是显示 RAM 以及驱动控制器，可以通过 4 线同中片机来相连。8KB 串行 EEPROM 24C16，使用存储用户各表的数据信息、报警状态的信息、采集控终端地址和有关初始化的信息.每个用户采集控终端来设置不同的地址，保证采集到数据的准确无误。 通常来说，终端控制器工作的流程是这样的:上电复位自检之后，那么开始运行，当其指示

9、灯闪烁，程序可以开始正常的工作，初始化 LCD，脉冲表,密码，报警状态，键盘以及串口。之后进入主程序的循环之中，应该首先记录它的报警的状态，脉冲表数据，之后把上的述两种数据将存入到 24C16 之中，通过串口来响应 PC 机通信命令同 PC 机之间来进行数据的传输。 5、 系统通信 5一般来说，主机是通信的发起者，也由 PC 机来控制通讯的主动性，单片机他在通讯的过程之中总是一种被动的状态。因为各个分机是共享同一个频率的，为了有效地回避冲突，PC 机则可以使用轮番检查分机的工作方式来查询各个单片机能否将相关的信息给上报给 PC 机。 为了确保 PC 机同数台单片机之间可以准确、安全的通信，确保

10、一个既明确而又合理的通讯协议是非常关键的。其中包括有对数据的格式、通讯方式、传送速度、传送步骤、检纠错的方式以及控制字符定义等等相关问题来做出统一的规定。 区分不同的分机，应该给每一个分机来分配一个唯一的地址，该地址做重要的区别是各个单片机。数据的格式使用数据包的形式，可一次传输一组数据。 因为系统使用的是上位机是对下位机使用巡检的工作方式，单片机在通信的过程中处于被动的地位，只可以其被轮询的时候才可以给上位机来发送数据，否则即便是信息上报给主机之时，也处于等待的状态。上位机将第一分机依次来对下位机进行查询，在给巡查到的下位机输送查询的命令，询问单片机能否将信息要给上位机上报之时。被轮询的单片

11、机没有信息上报给上位机的话给上位机发送无上报要求的相关指令，上位机接受到这个指令之后便轮询下一个地址的分机;如果分机有数据需要上报就会回发一个有上报并且要求给主机，主机收到之后等到分机上报数据，上报数据的分机应该组织好相关数据将上报给主机，接着等待主机接收的应答。主机接受分机输送的数据之后进行相关的检查，正确接收的话就发送正确接收，反之发送错误接收。接收到错误之后，主机6等着分机重新上报数据，当分机接受到错误应答之后则会再次发送数据。6、PC 机通信程序设计 通常上位机的软件则是基于 V C+6.0 来实现的，这之中的重点以及难点则是应该进行实时的串行通讯。使用 V C+来编写串行通信的程序，

12、通常会有四种方法:其一是使用 Widnows API 通信函数;其二则是应用Microsoft 提供的 Microsoft Communications Control;其三则是使用第三方编写的通信类，比如说 MuMcga Tcchnologies 公司的 Cscrial，其四则是在 V C+之中使用端口操作指令来直接对串行端口来进行编程，这样就会有效实现串行通信。 结语 结合前文所述，以及在实践之中的使用现状分析其运行稳定可靠，通过软件更新可以迅速的增容，确保系统可以有良好的服务质量，同时依据企业的规模可随时更新软件。这项系统的运用，不但可以节约管理成本，而且降低了运行维护费用，具有很高应用价值。 参考文献：1朱锐,韩其睿.基于 PIC 单片机的智能小区监控系统的设计J.计算机工程,2005,(9) 2王培钧. 基于 PIC 单片机的小区监控系统的设计与实现J. 电子制作,2013,(4) 3冯川放. PIC 单片机应用于小区监控系统J. 电脑知识与技术,2008,(25) 7