l 引 言
安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究設計與實現(xiàn)，是一項專業(yè)性很強的實用技術。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、設備及周邊環(huán)境進行監(jiān)督、控制的一系列設備的總和。隨著社會經濟的發(fā)展進步，安防監(jiān)控系統(tǒng)的應用普及越來越廣，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)代科學技術發(fā)展的最新研究成果，是現(xiàn)代高科技產品和技術的一個結晶和縮影。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總線和單片機構成的監(jiān)控主機設計方案。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)硬件驅動和監(jiān)控應用軟件開發(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)構成
安防系統(tǒng)監(jiān)控主機的設計要求主要包括：采用多媒體計算機輔助控制、硬盤錄像等技術，通過程序實現(xiàn)預警、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，能自動響應信號報警、調用相應的攝像機畫面、發(fā)出聲光警報，并能根據(jù)報警信號的來源和性質做出一定的判斷，向職守人員提供相應的處置方案，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、開關信號的采集與轉換，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)轉換及相互交換的過程。
系統(tǒng)響應與自動控制 主要是進行自檢掃描，對各種預設的情況及報警事件作出中斷響應。
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)的構成框圖如圖1所示。
4主要軟件模塊
監(jiān)控主機的設計與實現(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)庫編程經驗。其軟件設計主要分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，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量報警的中斷請求；
LJSB協(xié)議(USB．C) 主要功能就是響應主機提出的USB設備識別要求。響應函數(shù)對設備要求進行譯碼，確定設備要求的類別；
USB電氣接口驅動(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)驅動程序(ISP81．sys)
在單片機固件開發(fā)調試通過后，主機就能正確識別了，并且如果PC機操作系統(tǒng)中有自帶的這種設備的通用驅動程序，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)驅動程序。本文采用WinDrivet工具軟件編寫驅動程序，通過調用工具中提供的預定義類和底層驅動接口可以方便地生成符合用戶要求的驅動程序，不足之處是獨立性不好，適用范圍有限。因為使用winDrivet只提供一個設備安裝信息文件(．inf)，真正的驅動程序接口在安裝win[)river時就已經加載了。不過，WinDrivet更的用途在于可以很方便地調試幾乎所有計算機總線接口設備，在計算機外部設備開發(fā)過程中能夠起到很好的幫助作用。 (3)應用程序
應用程序是處在應用層的上層軟件，他面向用戶提供人機會話界面，并實現(xiàn)各種功能，用戶通過應用程序對設備實施控制。應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)�？刂埔曨l畫面切換，提供人機交互，通過調用winDriver工具軟件生成的驅動程序提供的一些間接控制設備硬件的接口函數(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，調用數(shù)據(jù)庫文件，向使用者提供智能化處置預案。程序流程如圖5所示。
5 結 語
本文提出的家居安防系統(tǒng)監(jiān)控主機設計實現(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)控主機設置對開關量報警的響應，是考慮到安防系統(tǒng)前端傳感器、探測器無論多么復雜，都是經過門限判決、信號轉換、編譯碼之后提供給單片機監(jiān)控主機，因此可用開關量來模擬一切報警事件的發(fā)生。同時，按鍵開關也是最可靠且行之有效的報警手段之一。
(2)應用成熟的51系列單片機，結構簡單，性能穩(wěn)定可靠，完全可以滿足一般數(shù)字信號處理
