周開利 郭亞東 高亞彬

摘 要：針對(duì)江門市現(xiàn)有防空警報(bào)控制系統(tǒng)不能進(jìn)行誤鳴檢測(cè)與遠(yuǎn)程控制等方面的不足，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)和GSM的防空警報(bào)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對(duì)報(bào)警器電源電流的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)鳴響檢測(cè)，并以短信方式進(jìn)行指令發(fā)布和信息傳輸，當(dāng)出現(xiàn)誤鳴時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉警報(bào)器電源，并向管理人員發(fā)出誤鳴信息。測(cè)試結(jié)果表明，在不影響現(xiàn)有警報(bào)控制系統(tǒng)正常工作的前提下，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)防空警報(bào)鳴響的自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警與遠(yuǎn)程控制，是現(xiàn)有防空警報(bào)控制系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。

關(guān)鍵詞：防空警報(bào)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；MCU；GSM

中圖分類號(hào)：TP301.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）07-00-02

0 引 言

人民防空是國(guó)防的重要組成部分，防空警報(bào)平時(shí)服務(wù)于搶險(xiǎn)救災(zāi)，戰(zhàn)時(shí)用于防空?qǐng)?bào)警，這對(duì)保障國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。江門市現(xiàn)有防空警報(bào)控制系統(tǒng)采用無線和有線兩種控制方式，實(shí)現(xiàn)全市防空警報(bào)統(tǒng)一控制，控制效果良好。但在日常管理中，警報(bào)系統(tǒng)的維護(hù)管理人員發(fā)現(xiàn)該防空警報(bào)控制系統(tǒng)仍存在一些不足：現(xiàn)有系統(tǒng)沒有警報(bào)誤鳴檢測(cè)及誤鳴遠(yuǎn)程控制功能，在出現(xiàn)故障或誤操作時(shí)可能觸發(fā)警報(bào)引起誤鳴，由于非正常鳴報(bào)事先沒有發(fā)布公告，突如其來的鳴報(bào)容易造成社會(huì)恐慌，影響市民的正常工作、生產(chǎn)和生活秩序，造成不良的社會(huì)影響[1]。

在不影響現(xiàn)有控制系統(tǒng)正常工作的前提下，本文基于GSM模塊和單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種防空警報(bào)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有防空警報(bào)控制系統(tǒng)的不足，避免警報(bào)誤鳴帶來的不良影響，對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)形成有效補(bǔ)充。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

系統(tǒng)主要由單片機(jī)（MCU）、GSM模塊、鳴響監(jiān)測(cè)電路和電源開關(guān)控制器組成[2]，其組成框圖如圖1所示。為了保障不影響現(xiàn)有警報(bào)控制系統(tǒng)的工作，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)不做任何修改，只對(duì)警報(bào)器電源開關(guān)進(jìn)行控制。

系統(tǒng)工作原理：警報(bào)器鳴響的條件是警報(bào)器工作正常并且獲得工作電源，因此可以通過檢測(cè)警報(bào)器電源電流來實(shí)現(xiàn)鳴響檢測(cè)。

鳴報(bào)類型分為正常鳴響與誤鳴兩種形式。正常鳴響時(shí)，控制中心發(fā)出鳴響指令，控制器系統(tǒng)提供控制信號(hào)，開啟警報(bào)器電源，使之鳴響；誤鳴是在控制中心未發(fā)出鳴響指令，由于警報(bào)器執(zhí)行電路故障或控制器系統(tǒng)故障而使警報(bào)器產(chǎn)生的鳴響。鳴響檢測(cè)模塊只能檢測(cè)警報(bào)器是否鳴響，而不能判斷鳴報(bào)類型。

所以，鳴報(bào)類型檢測(cè)需要在鳴響檢測(cè)的基礎(chǔ)上，判斷是否為控制中心發(fā)出的鳴報(bào)指令。系統(tǒng)默認(rèn)工作模式為非正常鳴報(bào)模式，該模式下檢測(cè)到的警報(bào)器鳴響均為誤鳴，通過單片機(jī)控制電源開關(guān)控制器，自動(dòng)斷開警報(bào)器工作電源；正常鳴響時(shí)，可以通過GSM模塊以短信廣播的方式通知所有（或指定）警報(bào)點(diǎn)開啟正常鳴報(bào)工作模式，通過單片機(jī)控制電源開關(guān)控制器，使警報(bào)器工作電源處于接通狀態(tài)，而警報(bào)器是否鳴響，則受現(xiàn)有控制系統(tǒng)的控制。此時(shí)，若收到控制中心發(fā)出的鳴報(bào)指令，警報(bào)器鳴響，系統(tǒng)會(huì)判定為正常鳴報(bào)，而不會(huì)斷開警報(bào)器工作電源。當(dāng)檢測(cè)到非正常鳴報(bào)時(shí)，通過GSM模塊將誤鳴信息以短信方式通知維護(hù)管理人員，維護(hù)管理人員可以遠(yuǎn)程強(qiáng)制關(guān)閉警報(bào)器電源開關(guān)。

2 硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件電路如圖2所示。其部分部件的功能如下所示：

（1）中央處理器：MCU選用AT89S52作為系統(tǒng)的中央處理器，控制短信模塊收發(fā)控制指令和傳輸相關(guān)信息，對(duì)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到的防空警報(bào)狀態(tài)信息進(jìn)行分析判斷，通過控制模塊控制防空?qǐng)?bào)警器電源的開關(guān)[3]。

（2）短信模塊：選用西門子公司的TC35i GSM模塊，負(fù)責(zé)系統(tǒng)與管理者的通信，接收來自管理者的控制指令，發(fā)送狀態(tài)信息給管理者[4，5]。

（3）鳴響檢測(cè)模塊：采用電流互感器ZMCT103C檢測(cè)防空警報(bào)器電源電流，經(jīng)過整流、濾波、分壓（穩(wěn)壓）后獲得鳴響檢測(cè)電壓信號(hào)，當(dāng)有鳴響時(shí)輸出高電平到單片機(jī)中；無鳴響時(shí)為低電平。

（4）控制模塊：防空警報(bào)器為三相交流供電，所以選用三相固態(tài)繼電器CDG3作為執(zhí)行器件，當(dāng)接收到MCU的控制指令時(shí)接通或斷開警報(bào)器電源。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)的MCU程序

MCU程序流程圖如圖3所示。系統(tǒng)完成GSM模塊注冊(cè)和初始化后，檢測(cè)是否有來自管理人員的控制指令，以及鳴響監(jiān)測(cè)模塊的監(jiān)測(cè)電平是否超過門限。若接收到控制指令，則進(jìn)行指令解析，當(dāng)控制指令為正常鳴響或誤鳴模式時(shí)，則將系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)置為相應(yīng)的鳴響模式；若控制指令強(qiáng)制關(guān)閉，則關(guān)閉報(bào)警器電源。若監(jiān)測(cè)到鳴響監(jiān)測(cè)模塊的輸出電平超過設(shè)定門限，同時(shí)，系統(tǒng)工作模式為誤鳴模式，則關(guān)閉報(bào)警器電源，并向管理人員發(fā)送防誤鳴信息。

3.2 手機(jī)端應(yīng)用軟件

（1） 打開系統(tǒng)App，進(jìn)入登錄界面，輸入正確的用戶名和密碼后，進(jìn)入系統(tǒng)主操作界面，如圖4（a）所示。

（2） 點(diǎn)擊警報(bào)列表，可以進(jìn)行警報(bào)點(diǎn)的增加、刪減、修改和查看，如圖4（b）所示。

（3） 點(diǎn)擊各警報(bào)點(diǎn)名稱，可以進(jìn)行警報(bào)點(diǎn)設(shè)置，包括工作模式（鳴響模式、防誤鳴模式）和號(hào)碼設(shè)置；可以點(diǎn)擊鳴響檢測(cè)，查看該報(bào)警點(diǎn)的報(bào)警狀態(tài)，控制該報(bào)警點(diǎn)的電源開關(guān)，如圖4（c）所示。

（4） 點(diǎn)擊主操作界面的電源開關(guān)，可以遠(yuǎn)程控制全部報(bào)警點(diǎn)報(bào)警器的電源開關(guān)。

（5） 點(diǎn)擊主操作界面的鳴響檢測(cè)，可以查看所有報(bào)警點(diǎn)報(bào)警器的鳴響狀態(tài)。

（6） 點(diǎn)擊主操作界面的誤鳴警報(bào)，可以打開所有報(bào)警點(diǎn)誤鳴報(bào)警功能，當(dāng)出現(xiàn)誤鳴時(shí)，手機(jī)會(huì)響鈴提醒并顯示誤鳴信息。

4 結(jié) 語

經(jīng)過測(cè)試，本系統(tǒng)可以通過手機(jī)終端應(yīng)用軟件，通過短信方式發(fā)布控制指令和接收各報(bào)警點(diǎn)鳴報(bào)信息，遠(yuǎn)程控制各警報(bào)點(diǎn)控制系統(tǒng)的工作模式、警報(bào)器電源開關(guān)，在正常鳴報(bào)工作模式下，可以保證現(xiàn)有控制系統(tǒng)的正常工作；在防誤鳴工作模式下，可以監(jiān)測(cè)誤鳴信號(hào)，當(dāng)發(fā)生誤鳴時(shí)，自動(dòng)斷開警報(bào)器電源開關(guān)，同時(shí)，將誤鳴信息反饋給管理人員。管理人員通過手機(jī)端應(yīng)用軟件隨時(shí)查看各報(bào)警器的工作狀態(tài)，對(duì)各報(bào)警器進(jìn)行單獨(dú)控制或集中控制。

測(cè)試結(jié)果表明，在不影響現(xiàn)有警報(bào)控制系統(tǒng)正常工作的前提下，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠有效控制防空警報(bào)器的誤鳴，可以作為現(xiàn)有防空警報(bào)控制系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。

參考文獻(xiàn)

[1]楊景春.淺析如何全面提高人防通信警報(bào)建設(shè)水平[J].通訊世界，2014（7）：21-22.

[2]陳凱，秦實(shí)宏，王敏，等.基于GSM模塊TC35i的收發(fā)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（1）：91-95.

[3]張俊謨.單片機(jī)中級(jí)教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011：107.

[4]朱曉華，李彧晟，李洪濤.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010：286.

[5]陳冬林，譚云蘭.基于GSM短消息的編碼方法及編程實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2006（3）：115-117.