一种大型弹药库群监控报警系统的设计与实现

　　摘 要: 介绍了一种由防盗报警网、现场测控网、报警监控指挥中心等三层体系结构构成的大型弹药库群微机监控系统，重点介绍了其设计原理及实现方法。对远程通讯中的防雷击问题也进行了深入讨论。

　　关键词: 监控系统 防盗报警 单片机

　　本文介绍一种集计算机技术、自动检测技术、信息处理技术和防盗报警技术于一体的大型智能化综合监控指挥系统——弹药库安全防范系统。它在传统的防盗报警系统的基础上增加了被监测点的温湿度检测、钥匙柜管理和库房门监控功能，同时增加了电子地图防盗报警显示和信息处理功能。在电子地图上配上详细的警力分布(岗哨、警备人员)、周边设施等信息后，将有助于迅速灵活地处理警情，若配上大屏幕投影系统，则报警中心可成为临时指挥中心。通过电子地图，指挥人员可迅速了解报警点处的周边环境、保安设施和警力配备，在最短时间内调配最近的警力，使用最近的保安设施，迅速赶赴现场处理警情。与传统报警系统相比，该系统具有更强大的功能和实用性，能够达到较好的安全防范效果并大幅度提高自动化管理、指挥水平。

1 系统结构

　　本系统由报警监控指挥中心和与主控计算机相连的防盗报警网及现场测控系统网三大部分组成，如图1所示。

1.1 报警监控指挥中心

　　报警监控指挥中心主要由前端机、主控计算机(可增加热备份计算机)和大屏幕LED显示板组成。

1.1.1 前端机

前端机包括防盗报警处理计算机、报警信息解码和大屏幕LED驱动设备、语音报警器等部分。在防盗报警处理计算机上运行C&K公司的MONITORII软件，一端通过调制解调器经程控交换机与现场的各分站报警主机相连接，另一端则与主控计算机相连，实现对报警系统现场的各分站报警主机的控制和报警信息的传送。

1.1.2 主控计算机

主控计算机是整个系统的核心，它通过RS485总线与现场各测控分机相连接，主要完成报警信息处理、记录、电子地图显示、钥匙柜管理、库房门状态显示以及库房电锁控制和值班人员管理等功能。系统的所有控制和运行状况记录、存储、打印均由主控计算机完成。为保证系统可靠、安全运行，在有条件的情况下，可采取双机热备份等手段实现。

1.1.3 大屏幕LED显示板

采用大屏幕LED显示板是电子地图显示系统的一种有效补充手段，它相当于一种墙挂式的平面化沙盘。在大屏幕LED显示板上有整个库区地形图作为背景，在对应位置设有LED显示装置。当报警产生时，板上对应地点的LED灯开始闪烁，可以使值班人员迅速、直观地了解警情发生的具体位置。大屏幕LED显示板上还有钥匙取放状态显示，当某个库房钥匙被取走时，对应库房的LED显示变色，因此可以取代传统的钥匙管理柜。而图板上的哨兵巡逻显示装置，则可实时显示哨兵当前的具体位置。

1.2 防盗报警网

系统的防盗报警功能由位于各分站的防盗报警器实现。本系统的防盗报警主机采用C&K公司的23XX系列防盗报警器。每个库房都安装有用于监视库房门状态的门磁和监视库房内空间情况的双技术探头。根据库房的地理位置确定报警分站位置和所选用的报警主机型号。报警主机通过电话线经程控交换机与主控室的防盗报警前端计算机相连，位于分站内的报警器键盘在主控室授权后可以对报警器进行控制。各分站的防盗报警器可以与位于该分站的电话共用一条电话线，报警产生时，数据传送优先于语音。

1.3 现场测控系统网

　　库房的温湿度测量、库门管理和钥匙柜状态监测由现场测控系统网实现，测控系统网包括温湿度测量模块和开关量输入输出模块。为系统维护和管理方便，上述模块可与报警控制器安装于同一地点。

　　本系统的温湿度测量为多个库房共用一个模块。由于库房之间距离较远，为保证实时、准确、可靠地测量各库的温湿度值，本系统采用数字式温湿度一体化传感器作为测量前端装置。由于温度和湿度都是缓变参量，因此对各库的温湿度值采用分时测量方式。对于安装于库区控制分站内的测控系统模块，温湿度测量模块和输入输出控制模块采用一体化设计，该模块将测量到的各库温湿度值和库门状态通过RS485总线发送到位于主控室的测控系统主机;而主控计算机发出的库房电锁开启命令，则通过测控系统主机发送到该模块实现。为保证弹药库的安全，主控计算机发出的开锁指令可不直接开启电锁，而只是对库房电控密码锁加电，入库人员需输入密码后方可开启电锁。为增加系统的实时性，哨兵巡逻按钮和紧急报警按钮也可直接接入该模块使用。

　　图2是RS485总线通讯接口过压保护电路，其中RXD485和TXD485分别接MAX485的A、B输出端，485A与485B分别接通讯线。开发温湿度测量模块和开关量输入输出模块时，考虑到保护电路中的通讯模块，包括MAX485在内的通讯模块与电路中的其它部分全部使用光隔隔离。另外，通讯模块使用单独的电源供电，在通讯接口中还加入了过压保护电路，可以有效地防止雷击，模块电路板还从工艺上利用尖端放电的原理来实现系统对防雷击的要求。从图2中还可以看到，485总线中的两根通信线之间加上了滤波电容，用来改善信号波形，提高通讯质量。本系统除了使用自主开发的通讯协议外，还能够兼容DTMF通讯格式下的快速4+2格式协议，这种格式为当前各个国家使用的通用格式，因而系统有很好的兼容性。

2 系统主控软件设计

　　主控软件由系统设置、报警和哨兵巡逻显示、钥匙柜状态显示、库房监控、温湿度测量以及数据查询等几部分组成，其控制流程如图3所示。

　　系统软件采用VB6.0编写，其主要功能有:

　　①实时处理报警。报警情况的处理采用中断方式，当系统接收到报警信息时，系统能采用声光报警方式，在系统的电子地图全图上立即显示出报警点的具体位置和警情信息，并可通过打印机打印出来(如防火报警、防盗报警、防抢报警或线路故障等)。点击报警点，计算机屏幕上立即弹出报警点的详细位置图(子图)，包括周边信息，如通道方向、警力分布、周边设施和库房物资信息等，便于接警人员根据具体情况处理警情。若系统网内报警点附近配有摄像机等设施，则可在报警的同时自动切换摄像机的镜头，显示报警点。

　　②实时监视房门状态、哨兵巡逻、钥匙柜、温湿度等信息。系统在正常工作状态下，值班人员通过计算机可以查看上述信息，并根据需要对房门、电锁进行控制;当报警产生时，调用上述功能还能对警情进行复核(如防盗和紧急报警时调看房门状态和巡逻哨兵位置，火警时调看对应位置的温湿度值)。

　　③系统数据库可对警情、哨兵巡逻、房门开启、钥匙领取及交接班情况进行记录，对库房中的温湿度值进行定期记录，用户可以按类别、时间、地点及人员等条件进行交叉查询。系统可以备份历史记录数据，以防止因意外而导致的数据丢失。

　　④对操作人员实行分层管理。所有用户进入系统都需要进行身份和口令的确认，只有管理员级的用户方可修改系统设置，而一般用户只能进行例行操作。

　　⑤图形化的系统设置。系统的背景图、报警以及巡逻用电子地图均可由管理员自由调入，添加各种报警点及巡逻点，只需在地图上轻击鼠标，系统即会自动添加相应的图标，如需修改，也只需将鼠标移至其上然后单击右键即可出现编辑窗口。添加和修改房门、电锁、钥匙及温湿度监测点也与此相似，这样使用户进行系统的设置极为方便。

　　在该项目的研制过程中，得到了北京航空航天大学理学院科研基金支持。经过一年多的试运行和测试，本监控系统软件及整个系统运行安全可靠，操作使用方便，达到了实用程度。

参考文献

1 阮德生.自动测试技术与计算机仪器系统设计.西安：西安电子科技大学出版社，1997

2 李 华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1993