基于单片机与Lonworks的可视对讲系统设计

2系统结构设计

对于整个园区，采用星型分级网络；对于较大型的小区通信系统，可以采用域的管理方式。园区网络结构如图1所示。

图1 园区网络结构图

所有节点由AT89S52单片机系统和神经元芯片TMPN3150B1AF构成核心模块，加上FTT一10A收发器和相应的外围电路构成。神经元芯片 有11个I／O口，可由软件灵活配置34种不同接口，单片机较强的实时控制能力保证了数据间传输的实时性。整个系统由多个子网络构成，子网 络与子网络通过Lonworks路由器进行扩张。各节点通过Lonworks总线进行网络通信，相互之间以双绞线相连，通信速率为78 kb／s，可视对讲系统的视音频模拟信号通过视音频总线传输。该方案采用2级总线设计，实现在同一系统中同时进行多个通话的功能。同时，设置网络数据管理机和数据服务器，实现实时控制网络与计算机网络的信息共享 。

3 节点硬件设计

节点硬件设计是通过单片机和Lonworks联合控制来实现的。节点硬件原理图如图2所示。

图2 节点硬件原理图

(1)CPU。节点的CPU采用工业级AT89S52和Neuron Chip家族的TMPN3150B1AF，3150芯片不带程序存储空间，因而需要外接外部RAM，存放包括LonTalk协议、Neuron C库函数和任务调度程序的系统映象，存放包括Neuron C编译器产生的用户应用程序代码和其他特定应用参数的应用映象。3150芯片有11个应用I／O引脚，这些引脚可以各种方式配置并提供具有最小外扩电路的灵活I／O功能，可通过软件设置成34种可选的工作方式。在本系统中，将其设置成方式2，即位输出(bit output)，用以控制继电器构成的视音频切换器 。

(2)收发器。选用Echelon公司的FTT-10A，通信速率为78 kb／s，带有变压器隔离耦合和一个曼切斯特编码器，支持多种网络拓扑结构。

(3)程序存储器。选用Winbond公司的W27C512―45，可以很方便地利用LonMaker来直接下载应用映象，其大容量也为将来的功能扩展提供了便利。

由于采用了单片机与Lonworks技术相结合的办法，不仅兼容了户内传统的监控设备，同时也提高了网络的通信效率和传输速率，简化了整个系统，减少了硬件出错的可能性，提高了系统的可靠性，大大减轻了硬件设计的工作量。

在工作流程上，一方面当户内发生异常情况，如产生超过正常浓度的烟雾以及门窗被非正常开启等，经监控设备所采集的相应监控信号将送入户内可视分机，经51芯片判断处理后送交神经元芯片，经过收发器送上Lonworks网络，并传输到管理中心进行相应的显示和报警，从而方便小区管理人员及时采取应对措施；另一方面有访客通过单元主机向户内发送请求，则启动主机上CCD摄像头，并使相应的视频切换继电器吸合，将访客影像实时传送到户内可视分机的显示器上，方便户主辨别。当户主开启与门口主机相连的电磁锁时，切断视频连接，释放线路资源以便于其他访客使用。