校園安防智能電話報警系統設計與實現

摘要：基于現有公共電話網絡，結合射頻無線通信及傳感器技術，設計開發一種用于校園安防的智能報警系統。系統在探測器端上加入編碼發射電路，每個探測器編碼由12位組成，編碼信號包括探測器的位置信息和探測器類別信息。報警終端采用無線接收方式接收編碼信號，用單片機軟件譯碼取代專用集成電路芯片硬件譯碼，12位編碼數據位中的位置信息編碼位數和探測器種類編碼位數可根據實際使用場合靈活定義，突破了采用集成芯片譯碼只有4-6位數據位的局限性。實驗結果表明：探測器無線發送距離為200 m，在8位位置信息碼，4位探測器種類信息碼，每位兩種狀態的編碼方式下，每個報警終端可接入探測器的數量達256個。
關鍵詞：校園安防；雙音多頻；智能；電話；報警系統

學校作為人才的培養基地，安全問題尤為重要。學校校園具有人員密集且流動量大：功能性建筑多且分布面積廣；貴重教學儀器多且放置分散等特點。如何加強校園的安全防護，提高安防效率是當前亟需解決的問題。傳統的安防通常是通過視頻監視系統完成的，視頻監控系統雖然實現了實時視頻監控、錄像、存儲等功能。但是，由于圖像識別技術的警情識別難度較大，很難從實時的圖像中自動識別出警情發生，并進行自動報警。而且，視頻監控系統難以做到全校園覆蓋，存在監控盲區。所以，研究一種經濟、實用的監控及智能報警系統與視頻監控系統形成互補，具有十分重要的意義。
本設計以普及的電話線作為傳輸媒介，結合無線傳輸、傳感器及聲光報警技術，實現火災、煤氣、門禁、紅外等實時監控，可以彌補視頻監控系統的不足。

1 系統結構及原理
系統主要包括無線探測網絡、報警終端和接警中心管理系統3部分，如圖1所示。

無線探測網絡主要由前置探測器組成，包括防盜用熱釋紅外探測器、門磁探測器、緊急報警開關以及防火用煙霧探測器、可燃氣體探測器、CO探測器以及其他探測器等。
報警終端包括無線接收模塊、隔離變換模塊、單片機和電話模塊，其中電話模塊完成DTMF雙音多頻編解碼、自動摘掛機、線路檢測等功能。當用戶設置系統進入設防狀態后，一旦有警情發生，例如窗戶被強行打開或者其他安放在房間里的報警探測器被觸發，探測器編碼電路和無線發射模塊同時上電，產生無線報警信號。接收電路產生報警中斷，單片機啟動解碼程序解碼，解碼成功后讀出預先設定的電話號碼和用戶信息組成報警信息幀，然后模擬摘機，撥打電話，再監測電話的狀態，等待接警控制系統摘機后，將用戶信息和探測器的位置信息發往監控中心，并聲光報警。如果斷電，報警器自動切換內置的備用電源，繼續工作。系統還設計有防破壞功能，在設防狀態下如果電話線被切斷或電話被盜打，則被認為是惡意侵犯，報警器也將聲光報警。
接警控制系統包含接警控制器和中心管理軟件系統，電話線上的來電呼叫使得自動摘掛機電路產生一個中斷信號，觸發單片機進入中斷服務程序。單片機模擬摘機，在監控中心和用戶報警系統間形成了一個通信信道。用戶端和監控中心間按照規定的協議進行通信，完成報警信息的傳輸。單片機系統對外通信主要靠串口，當雙方確認通信完成后，接警控制器掛斷電話，啟動串行通信程序，將收到的報警信息發給監控中心的中心控制計算機，軟件系統依據接收到的報警信息在系統中顯示各種報警參數。

2 硬件電路設計
2．1 探測器編碼發射電路
目前市面上的電話報警器主要針對單個家庭用戶，報警控制器可接入探測器數目一般是4個左右，而且一般只支持無線接入方式，本系統中的一個報警控制器可接多個探測器，并且支持有線和無線2種接入方式。