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单片机多机通讯在分布式安防系统中的应用

发布时间:2020-07-09 发布时间:
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安全防卫系统应用在许多场合,他的可靠性直接影响人们的生命财产安全。而不同的场合提出的防卫要求又各不相同,故安防系统的组成形式呈现多样化的趋势。目前的安防系统大多采用计算机+微控制器的方式,这样的系统结构复杂,所需的软、硬件支持多,成本高。我们针对某仓库安防提出的以下几点要求,从可靠性和实用性出发,利用单片机+RS485串口标准组成了一种分布式安防系统。该系统的要求如下:

(1)通信距离远从站多达16个且距离较分散,各站之间相距都在km以上,最远约有5 000 m。

(2)实时性强由于从站无人看守,主站必须每个时刻都知道从机是否在线,一旦发现异常情况,主站立刻做出相应的反应。

(3)抗干扰能力强主站和从站都在恶劣环境下工作,外界的各种干扰对控制系统,特别是通信网络的影响较大。

(4)通讯接口简单、成本低。

1系统多机通讯的实现方法

1.1通信标准

串行通讯的通信标准很多,最常用的是RS232C标准。 对于远距离通讯来说,RS485串行接口标准是理想的选择。RS485的电气标准实际上是RS422的变型,由于性能优异、结构简单、组网容易而得到广泛的应用。他采用的是平衡发送和差分接收方式来实现通信,因此有极强的抗共模干扰能力,接收灵敏度也相当高。同时传输速率和最大传输距离也大大提高。如果用100 kb/s时,传输距离可达120 m,而10 kb/s速率传输可达1.2 km。如果降低波特率,传输距离还可以进一步提高。另外RS485实现了多点互连,最多可达32台驱动器和32台接收器,非常便于多器件的连接[2]。

1.2系统结构

分布式集中控制系统的网络拓扑采用总线方式,传送数据采用主从站的方法,中间增加若干个中继器。各单元通讯接口均采用RS485串口标准。由于采用了单片机多机通信及总线方式,该系统有较高的可靠性,即使某个从站出现故障也不会影响其他站,其系统组成方框图如图1所示。

整个系统中,各单片机选用MCS-51系列,12MHz晶振。利用单片机自身的半双工异步串行接口,并外配合适的通讯接口芯片及采用通信总线形式,构成半双工异步串行通信网络。

2系统硬件设计

2.1主从站硬件设计

主站是系统的中心,其功能是不停地按顺序查询每个从站的状态并显示,当从站有人请求进入时,给予响应;当有人非正常进入或者从站线路出现故障时,提示报警。他由单片机最小系统、RS485接口和显示部分组成,单片机采用AT89C51,接口芯片采用SN75LBC184,这是具有瞬变高压抑制功能的芯片,能抗雷击、静电放电、避免瞬时交流电故障引起的非正常高压脉冲冲击。显示部分包括键盘输入和LED电子显示屏。结构框图如图2所示,根据需要还可加上光电隔离耦合电路(图中未画出),进一步保证各系统间可靠安全地通讯。

从站主要是接受主站发来的询问信号并给予回应,同时有请求开门时置状态标志以及非法进入时提示报警。其硬件构成也是用单片机最小系统和一个收发器组成,其硬件结构和主站相似,只是报警和开关电路不同。


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