基于GSM網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器的設(shè)計(jì)[圖]

前言

火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)與城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心的一個(gè)中間設(shè)備，它完成火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心之間的信息轉(zhuǎn)發(fā)。城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心只有通過火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器才能將整個(gè)城市的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)連成一個(gè)火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到快速掌握城市火警動態(tài)的目的。城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)的組成如圖1所示。

傳統(tǒng)的城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)一般是基于PTSN網(wǎng)絡(luò)（公用電話網(wǎng)）通過DTMF信號進(jìn)行通訊的�；馂�(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器利用modem芯片發(fā)送和接收DTMF信號，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心利用語音卡等設(shè)備發(fā)送和接收DTMF信號，利用PTSN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)低成本，通訊可靠性高的特點(diǎn)，所以得到了廣泛的應(yīng)用。但在實(shí)際使用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器使用的電話線如果與用戶電話線同線時(shí)會出現(xiàn)影響用戶正常通話的情況，為了通訊可靠需要開通獨(dú)立的專用電話，這又增加了另布電話線等額外工作量。而且有線連接的電話線也更容易受到人為等外界因素的影響，出現(xiàn)線路通訊故障而影響到系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。如果能利用無線GSM網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器與監(jiān)控中心的通訊應(yīng)該是很好的選擇。但出于早期的GSM網(wǎng)絡(luò)通訊可靠性不高，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面也比較窄，而且通訊資費(fèi)又很貴，所以一直不能得到實(shí)際的應(yīng)用。
如今，隨著無線移動通訊技術(shù)的快速發(fā)展，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無線移動通訊技術(shù)日益完善，通訊可靠性進(jìn)一步提高，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面得到擴(kuò)大，而且通訊資費(fèi)也已經(jīng)與有線電話相當(dāng)，甚至更低。所以在城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)中利用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊應(yīng)該是切實(shí)可行的。

1、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器的工作原理

1.1 報(bào)警發(fā)送

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器通過RS232/485通訊接口時(shí)刻監(jiān)聽著火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)出的各種報(bào)警信號，當(dāng)接收到火災(zāi)報(bào)警控制器發(fā)送來得報(bào)警信息時(shí)，監(jiān)控器將進(jìn)行聲音、指示燈提示，顯示屏顯示當(dāng)前報(bào)警內(nèi)容，同時(shí)進(jìn)入報(bào)警發(fā)送延時(shí)。

在延時(shí)階段，用戶可以通過鍵盤操作對報(bào)警信息的真?zhèn)芜M(jìn)行確認(rèn)，監(jiān)控器再將經(jīng)過人工確認(rèn)的報(bào)警信息轉(zhuǎn)換為規(guī)定的通訊格式上傳至城市火災(zāi)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，監(jiān)控器的指示燈、顯示屏同時(shí)顯示通訊過程中的提示信息。如果在延時(shí)階段用戶沒有進(jìn)行任何判別操作，延時(shí)結(jié)束，監(jiān)控器向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心發(fā)送未經(jīng)過人工確認(rèn)的報(bào)警信息。

如果數(shù)據(jù)沒有上傳成功，監(jiān)控器重新選擇另一個(gè)監(jiān)控中心號碼撥號，顯示屏顯示重新上傳信息。如此重復(fù)，直到將數(shù)據(jù)成功上傳或呼叫完所有的目標(biāo)號碼。如果呼叫了所有目標(biāo)號碼，數(shù)據(jù)也沒有成功上傳，顯示屏顯示上傳失敗信息。

1.2 接收數(shù)據(jù)

監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)程設(shè)置監(jiān)控器的工程參數(shù)：自動報(bào)名時(shí)間、監(jiān)控器時(shí)間、報(bào)警延時(shí)、振鈴和回鈴次數(shù)。對監(jiān)控器進(jìn)行點(diǎn)名呼叫、對現(xiàn)場值班人員進(jìn)行查崗。

當(dāng)監(jiān)控器檢測到呼叫的電話，并經(jīng)過“握手驗(yàn)證”確定了呼叫電話的合法性后，監(jiān)控器指示燈、顯示屏顯示通訊過程中的提示信息，監(jiān)控器開始接收監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)接收完成后，監(jiān)控器將對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果返回給呼叫方，通訊結(jié)束。

1.3 監(jiān)控器設(shè)置

用戶可以通過鍵盤和顯示屏設(shè)置工程參數(shù)：振鈴和回鈴次數(shù)、用戶編碼、城市代碼、報(bào)警延時(shí)、監(jiān)控器時(shí)間、用戶密碼、查閱歷史紀(jì)錄。

2、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控器的硬件設(shè)計(jì)

主要包括GSM模塊接口電路、DTMF信號解調(diào)電路、上位機(jī)接口電路、LCM電路、電源電路及MCU控制電路，硬件框圖如圖2所示。

在監(jiān)控器的設(shè)計(jì)中使用GSM模塊完成和固定電話之間DTMF信號的傳輸， 由于GSM網(wǎng)絡(luò)支持通過GSM模塊通過信令發(fā)送DTMF信號，但不支持GSM模塊直接解碼DTMF信號，所以在監(jiān)控器的設(shè)計(jì)中必須增加DTMF解碼電路，對GSM模塊音頻輸出接口輸出的信號進(jìn)行解碼。

2.1 DTMF信號解碼電路

通過DTMF信號編解碼專用集成芯片MT8888C實(shí)現(xiàn)DTMF信號解碼，MT8888C具有適合與MSC51系列單片機(jī)接口的讀寫信號，其信號輸入接口就與GSM模塊音頻輸出接口連接，如圖3所示。

2.2 GSM模塊接口電路

GSM模塊采用西門子的TC35i模塊[1]。TC35i模塊具有標(biāo)準(zhǔn)的MODEM串行控制接口，MCU使用AT命令控制其工作，有電話呼入時(shí)模塊的RING引腳會輸出相應(yīng)的電平變化信號給MCU檢測。

2.3上位機(jī)接口電路

監(jiān)控器通過RS232/RS485接口與上位機(jī)通訊。為了避免上位機(jī)通過接口電路輸入干擾噪聲，影響DTMF電路的工作，使用光藕對接口信號隔離。