楼宇可视对讲门禁系统的设计Word格式.docx

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20101603

专业班级：

建筑电气与智能化

指导教师：

完成时间：

2014年5月20日

摘要

随着科学技术的不断发展，楼宇智能化的概念已经越来越深入人心，楼宇智能化市场随之迅速成长，智能建筑也已进入高技术化、实用化发展阶段，未来楼宇智能化市场前景广阔。

对讲门禁系统作为智能楼宇中安防系统的重要组成部分，已经从普通对讲发展到可视对讲，可视对讲功能日益趋向于多样化和综合化。

可视对讲系统的发展依然受到带宽和处理机运算速率的影响，高性能系统的设计需要高速处理芯片和优秀的压缩算法，价格成为制约数字可视对讲系统市场应用的重要因素。

采用单片机技术能实现音频、视频信号的传输及基本控制，并且在抗干扰性、低价位、易调试等方面具有显著的优势。

本设计采用单片机AT89S51作为楼宇可视对讲门禁系统的控制核心，采用单片机智能控制技术和CAN总线现场通信技术，实现一个性价比较高的楼宇可视对讲门禁系统，并给出了其完整的硬件电路和软件设计，详细论述了系统各部分对应的软件流程策划方案，较好实现了楼宇可视对讲系统的基本功能。

关键词：

可视对讲门禁系统；

智能化建筑；

单片机；

CAN总线

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,theconceptofintelligentbuildingalreadymoreandmoredeeplyrootedin,intelligentbuildingmarketwithrapidgrowth,intelligentbuildingalsohasenteredthestageofhightechnology,practicaldevelopment,intelligentbuildingmarketprospectwillbewideinthefuture.Intercomentranceguardsystemasanimportantpartofintelligentbuildingsecuritysystem,hasdevelopedfromordinaryintercomtovisualintercom,itsfunctionsincreasinglytendtobediverseandcomprehensive.

Thedevelopmentofthevisualintercomsystemisstillundertheinfluenceofbandwidthandprocessorspeed,thedesignofthehigh-performancesystemsneedhigh-speedprocessingchipandexcellentcompressionalgorithm,pricesbecomeanimportantfactorofdigitalvideointercommarketapplication.Byusingsinglechipmicrocomputertechnologytorealizeaudio,videosignaltransmissionandbasiccontrol,andithassignificantadvantageinstronganti-interference,lowprice,easydebuggingandsoon.

ThisdesignusesthesinglechipmicrocomputerAT89S51asmasterchipofbuildingvisualintercomentranceguardsystem,usingsingle-chipmicrocomputerintelligentcontroltechnologyandCANbuscommunicationtechnology,toachieveahighcostperformanceofbuildingvisualintercomentranceguardsystem.Thisdesigngivesthecompletehardwarecircuitandsoftwaredesign,describedallpartssoftwareprocessplanningschemesofsystemindetail,realizethebasicfunctionofbuildingvisualintercomsystem.

Keywords:

Visualintercomsystem;

Intelligentbuilding;

MCU;

CANbus

第1章绪论

1.1课题设计的背景及意义

楼宇智能化是利用计算机技术、电子技术和现代通信技术等对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。

智能楼宇的发展史，是一个从监控到管理的发展史，1984年在美国康涅狄格州哈特福德市，人们对一座旧的金融大楼进行了翻修改造，铺设了大量的通信电缆，增加了程控交换机和计算机等办公自动化设备，并将楼内的机电设备均用计算机控制和管理，实现了计算机与通信设施连接，向楼内的住户提供文字处理、语音传输、信息检索、发送电子邮件和信息资料等服务，实现了办公自动化、设备自动控制和通信自动化，成为智能楼宇第一次在世界上出现的标志[1]。

智能楼宇主要是考虑建筑物的结构、机电系统、通信系统、办公系统和物业管理系统之间的内在关系，进行优化组合，来提供一个投资合理，具有高效、节能、舒适、便利的环境，使住户的生活更加便捷、舒适。

从20世纪80年代起，由于微电脑技术的发展和信号传输技术的进步，楼宇内的各种设备不需要一对一地进行配线和状态监测，一对信号线就可以传送多种信号，所有设备的状态都可以显示于中央监控室内，易进行操作和管理，不但节省了人力，而且提高了效率。

但是在控制方面，大部分的系统运算处理仍需要集中到中央控制室内由主机进行处理。

当时中央监控系统的功能，多限于设备初级状态的变化显示，直接进行控制管理，以及对现场传来的数据进行运算处理等[2]。

以前需要由中央监控主机完成的各种功能，在21世纪的今天，己经由一些低价格、高处理能力的现场控制器所取代。

中央监控系统的名称就逐渐变为中央管理系统，其内涵的范围也由以前的集中监视、集中控制，扩大到集中监视、集中管理以及分散式控制[3]。

智能楼宇是多学科、高新技术的巧妙集成，也是综合经济实力的表现，大量高新技术竞相在此应用。

智能楼宇是将楼宇自动化系统BAS（BuildingAutomationsystem）、办公自动化系统OAS（OfficeAutomationSystem）和通信自动化系统CAS（CommunicationAutomationsystem）通过综合布线系统GCS（GenericCablingsystem）有机地结合在一起，并利用系统软件构建智能楼宇软件平台[4]；

实时信息、管理信息、决策信息、视频信息、语音信息以及各种其它信息通过网络进行传输，实现信息共享，以达到安全、舒适和便捷的工作环境；

以提高工作效率为目的，达到节约能源和管理费用；

克服重复投资、控制系统的分离、服务缺乏保证、管理功能不全等缺点，来达到实现可持续发展的目标[5]。

因此，智能楼宇代表了21世纪高层建筑的走向，具有强大的生命力。

智能建筑自1984年出现以来，在欧、美、日及世界各地得到迅速发展，发达国家的智能建筑已从早期的追求功能完备齐全，向高技术化、实用化和节能化方向发展。

1992年中国进入了智能大厦的高速发展阶段，目前全国已有上千幢智能大厦，智能建筑在中国已成为建筑市场的大趋势，也是建筑业中新的经济增长点。

楼宇智能化市场随之迅速成长，楼宇智能化的概念已经越来越深入人心，智能建筑也已进入高技术化、实用化发展阶段。

经过多年来的探索、推进，我国楼宇智能化理论、建设法规、设计施工、物业管理等方面，也随之得到较大发展。

楼宇智能化优势突出，为人们生活带来更多舒适体验，未来楼宇智能化市场前景广阔。

1.2相关发展动态与现状

1.2.1楼宇可视对讲系统

对讲系统从上个世纪80年代兴起于日本和欧美，在欧美国家、香港、台湾等地区己经采用了近20年，积累丰富的经验。

1992年起，国外楼宇可视对讲制造商进入中国大陆市场，但其产品功能简单。

楼宇对讲系统产品最早进入国内市场的是单户型与单元型楼宇对讲产品，并且功能比较单一，只能简单实现访客系统的基本功能。

国内的楼宇可视对讲行业起步晚，但发展速度快，大致分三个阶段。

第一阶段:

1994-1999年，上海、广州等沿海经开区启动房地产市场，开始出现楼宇可视对讲产品的需求，早期产品基于模拟电路技术采用分立元件搭建，专线传输，功能简单；

第二阶段：

单片机的广泛应用，音频、视频处理技术成熟，出现了黑白、彩色CRT可视对讲系统和彩色TFTLCD可视对讲系统；

第三阶段：

2005年以来，产品趋于多样化，生产厂商超过600家，RS485和CAN总线方式联网方案被广泛采用，基于TCP/IP的数字可视对讲系统出现。

大型厂商的楼宇智能产品集成度越来越高，实现了多门口机与多管理机系统，集成了安防报警、小区服务及信息发布等功能[6,7]。

自从2000年以来，国内外有实力的生产厂家集中开发联网型楼宇智能产品，楼宇智能系统的集成度越来越高，对讲系统的数字化、网络化、信息化以及智能化是楼宇监控今后发展的主要方向。

随着可视对讲产品日趋标准化、工程安装服务社会化，成本的进一步降低、市场继续扩大和新技术的不断引入，可视对讲产品的功能也日趋多元化，产品成本也会逐步降低。

总之，楼宇可视对讲产品的发展已经到了一个全新的阶段，但是还有很多方面不很成熟，未来楼宇可视对讲产品将向新的高度发展[8]。

的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其最主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。

随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。

设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。

由此，导致了现场总线（Fieldbus）的产生[10]。

现场总线主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

但由于各个国家各个公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，至今统一的标准仍未完成。

很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。

世界上存在着大约四十余种现场总线，如德国西门子公司的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的Lonworks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，丹麦ProcessData公司的P-net，以及MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF（FieldBusFoundation），