SPCE061A在周界防入侵报警集中管理系统中的应用.docx
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SPCE061A在周界防入侵报警集中管理系统中的应用
SPCE061A在周界防入侵报警集中管理系统中的应用
摘要:
本文介绍了一种以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的带语音报警提示的小区周界防入侵报警集中管理系统。
本系统紧紧抓住了凌阳单片机的优点,围绕它设计了系统的核心控制部分。
该系统充分利用单片机强大的编程、语音处理、中断以及多功能输入/输出口,具有电路结构简单、功耗少、可靠性高、效率高等优点。
关键词:
凌阳单片机报警队列语音程序管理系统
现在的多数新建小区面积大,居住密度较低,但居民对小区的安全要求却很高。
现代智能小区的周界一般都会采用电子设备进行安全监控,可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温等严酷环境下始终忠于职守,全天候稳定可靠的工作。
周界防入侵报警系统通常由电子围栏、报警信号传输控制设备、电源控制器、报警管理中心设备组成。
电子围栏上的各种报警信号通过传输线经报警信号传输控制设备传输到报警管理中心,报警管理中心的管理控制台或管理计算机上显示相应的报警信息并发出报警提示信号。
本文应用凌阳16位单片机为核心设计了报警管理中心的管理控制台,使之具有实时检测报警信息、显示报警地址、用声、光等发出报警提示等功能,显示直观,操作简便,易于维护。
一、凌阳单片机简介
SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款16位单片机。
该芯片拥有8路10位精度的ADC,其中一路为音频转换通道,并且内置有自动增益电路。
这为实现语音录入及播放提供了方便的硬件条件。
凌阳音频压缩算法处理的语音信号范围是200Hz～3.4KHz的电话语音。
根据不同的压缩比分为以下几种:
SACM-A2000、SACM-S480、SACM-S240。
SACM-A2000音频压缩算法的压缩比较小,编码速率可选择16kbit/s、20kbit/s、24kbit/s三种之一,具有高质量、高码率的特点。
二、系统硬件设计
系统硬件分为3个部分:
输入模块、输出模块和中央控制器。
输入模块的作用是采集报警信息和通过按键人工撤销已经解决的报警信息。
输出模块是将报警信息在小区周界电子地图上显示出来并显示报警地址,同时用语音播报报警地址信息。
中央处理器完成信号的采集、处理和输出。
系统硬件框图如图1所示。
图1系统硬件框图
输入模块又分按键电路和报警信号处理电路。
按键电路的作用是人工撤销报警信号;报警信号处理电路是将小区周遭电子围栏上的传感器采集的报警信号经过放大、滤波、整形后输入给中央处理器。
输出模块分为电子地图报警显示、报警地址输出、语音输出。
小区集中监控中心配有小区电子地图,地图上标示出所有电子围栏上的监控传感器位置,一旦发生非法入侵,围栏上传感器发出报警信号,同时电子地图上对应的点发出报警信号,并显示报警位置。
为更有效地提醒监控值班人员,系统还发出语音,告知报警点的位置。
中央处理器由凌阳单片机实现,主要完成报警输入信号的判断和处理、为报警信号排队、输出控制信号控制声、光报警等。
三、系统软件设计
系统软件部分主要针对凌阳单片机要做哪些事情而进行设计的。
根据要求,单片机要做两件事:
1.读取外围硬件电路送来的输入值,将信息进行处理。
主要是将输入信息与预先存储在存储队列中的信息（报警号）进行比较,而后做相应的存储或者删除操作;最后将报警队列中的信息（报警号）在I/O输出口循环输出,交由外部硬件电路进行处理,直到下一个报警信息的到来。
把这一事件作为队列处理。
2.语音处理。
当单片机检测到有新的报警号到来,单片机要转去执行报警语音播放程序,放音结束后跳回到队列处理程序中;当单片机检测到此次报警不是新的报警的时候,即报警队列中已经存在了该报警号,或者是报警撤销的信号到来时,单片机不播放语音,在语音上不做任何操作。
具体的系统软件流程图如图2所示。
图2系统软件流程图
四、软件实现
根据软件流程图,软件分为队列处理程序和语音播放程序。
1.队列处理程序
队列处理程序主要由读入信息、判断、存储或撤销、输出几部分组成。
当I/O口检测到有非零信号到来时,先判断此信号是报警信号还是人工撤销报警信号操作。
如果是报警信号,则将报警号与队列中存储的报警号依次比较,假如队列中已经有此报警号,则转到输出。
如果没有,则将此报警号存储在队列中第一个为空的存储单元中,再转到输出。
当存储到了一个新的报警号,要调用语音程序,播放语音。
具体做法如下:
jixu:
cmpr1,0x07;//R1寄存器里寄存了报警号
jachexiao1;
jmpjiru;
chexiao1:
gotochexiao;
jiru:
cmpr1,[0x0660];
jeDuru;
cmpr1,[0x0661];
jeDuru;
cmpr1,[0x0662];
jeDuru;
cmpr1,[0x0663];
jeDuru;
cmpr1,[0x0664];
jeDuru;
cmpr1,[0x0665];
jeDuru;
cmpr1,[0x0666];
jeDuru;
r2=0x0660;
r4=0x01;
[P_Watchdog_Clear]=r4;//清看门狗
nop;
r4=0x00;
cunchu:
r3=r3+1;
[aaa]=r3;
[0x0553]=r1;
[0x0554]=r2;
[0x0556]=r4;
[0x0557]=r5;
call_yuyin;//调用语音程序
r3=[aaa];
r1=[0x0553];
r2=[0x0554];
r4=[0x0556];
r5=[0x0557];
cunchu1:
cmpr4,[r2++];//依次比较,使其存在第一个为空的存储单元中
jnecunchu1;
r2=r2-1;
[r2]=r1;
jmpshuchu9;
shuchu9:
gotoshuchu;
如果判断出是人工撤销报警号的操作,将此报警撤销号与队列中存储的报警号依次比较,如果队列中没有此报警号,则转到输出。
如果有,则将此报警号所在的存储单元清零即可,再转到输出。
在一次循环过程中,要使队列中的每个报警号都要输出显示一次,并且要和计数器结合在一起。
输出过程是这样的:
假设计数器的值为N,计数器的值N左移三位+队列中第一个报警号,把该值送到输出口;（N-1）左移三位+队列中第二个报警号,把该值送到输出口;……直到1左移三位+队列中第N个报警号,把该值送到输出口,然后返回,这样就完成了一次报警队列的输出。
用一个通用寄存器――R3（程序开始的时候要把R3清零）做计数器。
具体程序如下:
shuchu:
r2=r3;
shuchu3:
cmpr2,0x00;
jeDuru0;
jmpshuchu4;
Duru0:
gotoDuru;
shuchu4:
r1=0x01;
[P_Watchdog_Clear]=r1;
nop;
r1=0x07;
cmpr1,[r5++];
jbDuru1;
jmpjixu2;
Duru1:
gotoDuru;
jixu2:
r1=0x01;
[P_Watchdog_Clear]=r1;
nop;
r1=0x00;
cmpr1,[r4++];
jeshuchu3;
r2=r2lsl3;
r4=r4-1;
r2=r2+[r4];
[P_IOB_Data]=r2;
nop;
r1=0x00;
[P_IOB_Data]=r1;
r1=0x01;
[P_Watchdog_Clear]=r1;
r4=r4+1;
r2=r2lsr3;
r2=r2-1;
jmpshuchu3;
2.语音播放程序
首先对要播放的语音进行压缩:
凌阳自带的语音压缩工具只支持对WAVE文件的压缩,因此,最好选择WAVE文件,并且录制时将属性设置为8KHZ、16位、单声道。
当有新的报警到来时,就播放一遍语音。
因此,可以在存储新的报警号后就调用语音程序。
语音程序如下:
yuyin（）
{
SACM_A2000_Initial
（1）;
SACM_A2000_Play（0,3,3）;
F_ClearWatchdog（）;//清看门狗
while（（SACM_A2000_Status（）&0x0001）!
=0）
{F_ClearWatchdog（）;
SACM_A2000_ServiceLoop（）;
};
SACM_A2000_Stop（）;
F_ClearWatchdog（）;
}
五、结束语
本设计利用凌阳公司SPCE061A单片机开发板,实现了小区周界防入侵报警集中管理系统的软件开发,结合硬件系统可以实现:
（1）友好、动态的人机对话界面。
（2）能够在电子管理地图中实时显示检测到的报警信息。
（3）检测到非法入侵能及时通过声、光等方式发出报警信号,直到人工撤销报警信号。
参考文献
[1]薛钧义,张彦斌,虞鹤松,等.凌阳十六位单片机原理及应用（第一版）[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2003
[2]一种新型周界防入侵报警设施―张力式电子围栏,,2008,12,17
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