湖南铁道职业技术学院 陈新喜

本文提出一种武警报警信息系统终端，可实现报警和联动响应，支持以太网和WIFI两种通信模式，可实现移动哨位报警和固定哨位报警，语音和显示报警信息用户可自行定制。采用STM32处理器模块、扩展了MP3、LCD触摸屏、SD卡、LED、按键、继电器等子模块，主要负责检测按键输入、生成/解析通信协议、读取存储文件数据、实现立体化报警、外部设备控制等工作，C8051F340处理器扩展了以太网通信子模块和WIFI通信子模块，主要负责报警数据的接收和发送，并通过UART接口与STM32处理器传输通信数据。经检测，该信息系统简单。

随着时代的发展和信息技术的进步，武警执勤全部依靠人工哨所式执勤已经不再适应，武警执勤范围广、情况复杂，完全靠人工哨所式开展工作，效率低下，而且信息不能进行有效分析，基于此，本文拟开发一款武警报警信息系统，该系统不仅可以大幅减轻武警的工作负担，提高执勤的效率，而且大大提升了全面应对突发事件的能力，避免不必要的损失，因此，武警部队对于可靠的报警信息系统一直有较高的需求。当前，市面上的报警终端大多为固定置式装置，存在体积大、成本高、无法应用于移动哨位等问题，而市场上的一些无线便携式终端又存在功能简单、报警形式单一等问题。因此，设计一款便携优良的武警报警信息系统迫在眉睫。

1 整体设计

该系统的整体设计框图如图1所示。

图1 系统结构设计示意图

STM32是整个系统的控制核心，其中通信主要依靠以太网和WIFI进行通讯，因此在设计时需要设计以太网和WIFI模块，报警主要通过语音和声光报警，另外还设置有触摸屏报警模块和信息存储模块，以便进行数据的分析等。按键模块作为输入设备，继电器模块作为终端控制强弱转换器。

2 主要硬件设计

2.1 电源模块设计

该终端的电源模块电路如图2所示。

图2 电源模块电路

该系统主要采用+12V供电，可以采用稳压电源或者开关电源实现即可，然后采用LM2575集成稳压电路，可以输出+5V的直流电压，最后通过三端稳压器件，从+5V转换到+3.3V的系统，整个系统中的电源可由此一个实现。电流值可以达到1A。

2.2 语音报警模块电路设计

语音报警模块是该终端设备的重要组成部分，其具体的设计原理图如图3所示。语音解码模块采用VS1003。采集到的信号通过SPI与STM32核心处理器进行通讯。

图3 语音解码模块原理图

2.3 C8051F340处理器电路设计

本终端以太网模块采用8位总线控制的以太网驱动芯片CP2200。具体的设计原理图如图4所示。图中HARD_A[0..7]连接8位拨码开关，表示终端地址的后8位，可实现硬件改变终端地址。

图4 以太网控制电路设计原理图

3 软件设计

图5为软件结构图，列出了软件主要组成部分。根据硬件设计的模块情况，分模块进行软件设计。其设计的主要部分包含输入模块、输出模块、存储模块、数据处理模块和通讯模块。数据存储一般采用SD卡实现，通讯模块则采用以太网收发和WIFI的模式。输出模块由继电器控制和报警输出。

图5 软件结构图

3.1 主程序设计流程

STM32处理器主程序流程图如图6所示。

图6 STM32处理器程序主流程图

程序第一步进入初始化，立即检测按键和触摸按键，不断检测包间按键输入是否触发，如果是则判断按键确认，输入事件。然后重新设置对应继电器状态，生成相应的报警文件并保存在SD卡中，然后在判断该情况是否需要上报以太网，如有需要，则根据通讯协议，生成相关的数据包发送给单片机进行处理。如果报警按键输入没有触发，则判断串口是否接收了中断触发，在判断过程中，还应该判断该触发的信号与否来自报警地址段，用SD卡记录报警信息。

3.2 以太网程序流程

图7为以太网程序流程图。

图7 以太网程序流程图

程序开始执行后，先关闭看门狗，然后对单片机和CP2200进行初始化，设置好终端地址后，判断初始化协议是否成功，一旦成功则连接判断网络连接和是否有以太网的数据包，如果连接正常并且接受到了UPD数据包，则将数据包发送给STM32核心处理模块进行处理。如果没有接受到以太网的数据包，则接受来自STM32的数据包，并将其通过以太网发送到其他终端设备。

4 总结与结论

图8为LCD报警界面图，图9为终端的调试图。

图8 报警界面图

图9 终端调试图

本终端经过反复测试表明，本报警终端各模块可协调工作，实现了联动报警、命令、查询等功能。不过本终端未能完全实现便携性，在以后工作中将裁剪部分中能，将终端做成完全便携的设备。另外，本终端所有实验都是在实验室内完成，为经过恶劣环境的测试，应考虑增加更多保护电路。同时可考虑增加GPS和视频传输功能，使终端更加强大，不过工作量也会更加强大。