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有线电视保安系统

申请号 CN98117797.2 申请日 1998-09-18 公开(公告)号 CN1248860A 公开(公告)日 2000-03-29
申请人 何庆华; 发明人 何庆华; 李仁贵; 张国铨; 陈安东;
摘要 本发明属于通信技术领域,本发明提出一种由保安监控设施、一住户端介面、一分配线网路、一前端界面CATV保安主机及一有线电视保安订户信号管理系统所组成的有线电视保安系统,并采用轮询及中断两种通讯模式,使该保安监控设施用以侦测住户端急救等讯号,经由有线电视的分配线路网传送至前端介面,联络保安勤务中心,使灾害发生的危害程度降至最低。而且更可提高CATV(有线电视)网路的使用率,可有效地提高网路实时维护能力,对于服务导向的有线电视业者将可提高其服务品质。
权利要求

1.一种有线电视保安系统,其特征在于:该系统包括有:一保安监控设施、一住户端介面、一分配线网路、一前端介面、CATV保安主机与一有线电视保安订户资料管理系统配合而成,并采用轮询及中断两种通讯模式。

2.按照权利要求1所说的有线电视保安系统的轮询模式方法,其特征在于:是用于断线侦测,其运作模式由有线电视保安订户资料管理系统,将合法的使用者下载到保安主机,再由保安主机针对合法订户的住户端介面做一对一轮询,以确保无断线问题发生。

3.按照权利要求2所说的有线电视保安系统的轮询模式方法,其特征在于,为了避免轮询的等待时间太长造成延迟,于每轮询16个住户端后,会送出64个时隙,若此时已轮询过,但有警报发生的保安监控设施,可于此时间进行传送,其传送的原则是住户端介面产生介于1至64间的随机数,若其数字与时隙数字相同则可进行传送。

4.按照权利要求1所说的有线电视保安系统的中断模式方法,其特征在于:是用于当住户端的保安监控设施警报发生时,经由住户端介面通知位于前端的保安主机。

5.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的住户端介面包括有:保安介面转换电路、高频调制电路、双相位转换电路、解双相位电路、微处理器及指拨识别器。

6.按照权利要求5所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的指拨识别器,它包括有12个bits(比特)。

7.按照权利要求1所说的有线电视保安系统的数字双相位编码方法,其特征在于包括以下步骤:a、设定转换速度,并将数字双相位输出设为Hi;b、判断RS232的讯号是否有转态;c、若转态则将晶片内计数器清零,否则运用单晶片内含的计数器使其值累加1;d、再判断是否大于31,若算出大于值31则表示输出为数字双相位Hi;则将双相位输出取补数;若计数器的值介于15~31间,则将双相位输出设为Low。

8.按照权利要求7所说的有线电视保安系统的数字双相位编码方法,其特征在于,所说的转换速度设定为19200bps。

9.按照权利要求1所说的有线电视保安系统的数字双相位解码方法,其特征在于包括以下步骤:a、利用侦测边缘技术,判断测试位元是否转态;b、若无转态则计数器加1后,再重回步骤a进行下一次判断;c、若测试使位元转态旦计数器的计数值大于31,则RS232电位是输出Hi逻辑,若数值介于15~31则RS232输出Low逻辑。

10.按照权利要求9所说的有线电视保安系统的数字双相位解码方法,其特征在于,所说的转换速度,它设定为19200bps。

11.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的住户端系统,其软件流程包括有:主程序流程步骤,警报侦测流程步骤及通讯流程步骤三部分。

12.按照权利要求11所说的有线电视保安系统的主程序流程方法,其步骤如下:a、初值及参数设定;b、读取指拨识别码的位址码;c、设定中断向量及权限;d、判断是否为轮询命令,是则执行步骤e,否则执行步骤I;e、延迟15ms使射频电路趋于稳定;f、判断有无警报,若无警报则执行步骤g,否则执行h;g、传送轮询ACK信号至资料收集器,并清除轮询旗标后结束;h、送出警报资料至资料收集器并设定已传送的警报旗标后结束;i、判断命令是否为时隙,若是则执行步骤k,否则结束;j、判断警报旗标有无设定,若有则执行步骤j,否则结束;k、比较时隙数字是否与自行产生的随机数相同,若相同则执行步骤i,否则结束。I、延迟15ms使射频电路趋于稳定,并送出警报资料至资料收集器后结束。

13.按照权利要求11所说的有线电视保安系统的警报流程方法,其步骤如下:a、进行火灾侦测,若发生火灾则设定警报为火灾,之后执行步骤e,否则执行步骤b;b、进行红外线侦测,若发生红外线侵入则设定警报为红外线侵入,之后执行步骤e,否则执行步骤c;c、进行瓦斯侦测,若发生瓦斯外泄则设定警报为瓦斯外泄,之后执行步骤e,否则执行步骤d;d、进行大门磁簧回路侦测,若发生磁簧异常现象则设定警报为磁簧异常,之后执行步骤e,否则执行步骤f;e、将上述侦测结果合并成警报资料,并设定警报旗标为1后,重回前述的主程式流程中传送;f、表示前述各侦测均无发生,则清除警报旗标后结束。

14.按照权利要求11的说的有线电视保安系统的通讯流程方法,其步骤如下:a、传送模式设定;b、判断是否为本住户端介面的轮询命令,若是,通知主流程回应轮询ACK信号命令,执行步骤c,否则执行步骤f;c、判断位址码是否正确,若正确则执行步骤d,否则即判定为接收错误而要重新接收;d、判断计数值总合是否正确,若正确则执行e,否则即判定为接收错误而要重新接收;e、设定轮询旗标1后结束;f、判断是否为时隙命令,若为时隙则执行步骤g,否则执行步骤;g、储存时隙数字以供主流程进行判读;h、判断是否为接收到保安主机回应警报信号,是则将警报旗标清除后结束,否则直接结束。

15.按照权利要求14所说的有线电视保安系统的通讯流程方法,其特征在于,所说的传送模式得速率为9600Bandrate(波特率)。

16.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的住户端介面的规格包括有:(1)调变方式:FSK(2)波特率:9600bps(比特/秒)(3)通讯方式:全双工(4)频率:上行8.02MHz,下行89.02Mhz(5)调频偏移量:±20Khz pp(6)频宽:200Khz以内(7)编码方式:双相位(biphase)(8)用户端发射机输出off(关)时,信号衰减度:大于70dB(9)用户端发射机输出on(开)/off(关)切换稳动定时间:小于1ms

17.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的住刻端介面包括有:发射部分及接收部分。

18.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的发射部分,包括有:双相位信号编码、基频整形电路、压控振荡器、输出ON/OFF开关控制信号、ON/OFFF开关、滤波器及双向器。

19.按照权利要求18所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的压控振荡器,采用具有良好的温度特性的陶瓷振荡子所作成,以避免压控振荡器的中心频率偏移。

20.按照权利要求17所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的接收部分,包括有:双向器、89.02MHz带通滤波器、81MHz石英晶体、混频器、8.02MHz带通滤器、18.72MHz石英晶体、10.7MHz带通滤波器、正交解调器、限幅器及双相位信号解码。

21.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的前端高频双向数据介面,它包括有发射部分和接收部分。

22.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的发射部分,它包括有:双相位信号编码、基频整形电路、压控振荡器、带通滤波器、81MHz石英振荡器、89.02MHz带通滤波器及双向器。

23.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的接收部分,包括有:双向器、8.02Mhz带通滤波器、18.72MHz石英振荡器、混频器、10.7MHz带通滤波器、正交FM解调制电路、限幅器及双相位信号解调器。

24.按照权利要求23所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的解调电路采用自动偏压方式,即将解调后信号的直流成分归零,此电路配合发射端的双相位编码。

25.按照权利要求1所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的保安主机,包括有:通讯介面,监听来自PC端的命令,并予以适当的回应的第一中央处理器,依据资料库中的客户名单、向下线的终端客户发出查询的命令,以随时检查终端客户的保安系统状况的第二中央处理器,提供客户名单及客户状态的记录使用的存储器,以及将来自第二中央处理器的TTL位准讯号转换成FSK的讯号送至前端的下载对称通讯FSK模组,或者将来自上载对称通讯FSK模组的讯号转换至TTL位准讯号,送回第二中央处理器的双相位电路。

26.按照权利要求25所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的第二中央处理器存取资料库中收集资料的传送速率为19200bps。

27.按照权利要求25所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的第二中央处理器对下线资料的传送,其速率为9600bps。

28.按照权利要求25所说的有线电视保安系统,其特征在于,所说的存储器记忆体有32K bytes的容量,提供客户名单及客户状态的记录使用。

29.按照权利要求25所说的有线电视保安系统,其特征在于所说的通讯介面,是采用RS485作为和PC之间通讯的管道。

30.按照权利要求25所说的有线电视保安系统的保安主机系统软件流程方法,其步骤如下:l.判断PC端是否有命令;若有命令则执行步骤b,否则执行步骤e;m.进行PC端资料解码及处理;n.判断是否为资料库的处理,若是则执行步骤d,否则重回步骤a;o.处理资料库后重回步骤a;p.向终端用户发出轮询指令;q.判断是否有回应,若有回应则执行步骤g,否则将错误记录于资料库中后重返步骤a;r.记录所得到的状态;s.判断是否轮询完毕,若完毕则执行步骤i,否则重返步骤e;t.送出64个时隙指令;u.判断是否有回应,若有回应则执行步骤k,否则重返步骤a;v.记录回应的状态后重返步骤a.整形为数字信号后,送至双相位信号解调器可得回数据资料。

说明书全文

有线电视保安系统

本发明属于通信技术领域,特别涉及一种以有线电视混合式光纤同轴网路为传送路径的保安系统。

提供实时的警报讯号回传及断线侦测能力。主要的设计方法是在有线电视订户端设置现有商用的保安主机(可侦测火警、偷盗、瓦斯、急救等讯号)再加装自行研发的住户端介面、前端介面与CATV(有线电视)保安主机,串成具有双向通讯的保安环境。在有线电视前端须架设对称通讯模组及资料收集器与有线电视保安订户资料管理系统简称(MIS)。住户端须装设对称通讯模组及住户端介面。

长久以来,保安系统的运作模式是由保安公司将保安监控设备安装于住户端,再由电信网路(PSTN)与保安公司的主机连接。网路一般是由电信公司提供,可采用专线式或拨接式。因此,警报讯号的传送是由电信网路作为媒介。大多数集合式大楼的电信箱均置于楼梯间,若电信网路因各种因素而断线,将使住户端保安监控设备无法将讯息传送到保安公司。因此,各保安系统的开发公司均致力于断线侦测,以确保住户与保安公司的讯息传送无误。对于专线式用户可直接进行侦测,但其租用成本高。拨接式用户若欲实时侦测用户,每月的租用成本将大为提高。

近几年来,台湾的有线电视装接率已达75%以上。各系统业者取得筹设许可后,均致力于网路系统的架设。为了顾及信号品质及成本因素,业者均以混合式光纤轴网路为主要布线模式。用以每个光节点装接500至3000个用户,同轴部分则以不超过两个延伸放大器为原则。由于网路架构是以群组(Group)方式建构,因此未来发展成双向网路,将有较佳的通讯品质。

本发明的目的在于提出一种由保安监控设施、一住户端介面、一分配线网路、一前端界面CATV保安主机及一有线电视保安订户信号管理系统所组成的有线电视保安系统,并采用轮询及中断两种通讯模式,使灾害发生的危害程度降至最低。而且更可提高CATV(有线电视)网路的使用率,可有效地提高网路实时修护能力,对于服务导向的有线电视业者将可提高其服务品质,从而解决了现有技术所存的问题。

本发明提出一种有线电视保安系统,其特征在于:可以经由有线电视(CATV)网路传送保安警报讯号,主要是在住户家中现有的商用保安主机端,增加具有双向传输能力的有线电视数据介面;同时,有线电视前端亦增设对称的有线电视数据介面,采用双向互通的通讯模式可精确地将住户端警报讯号传送到前端,达到保安的功能,并透过实时互通模式达到断线侦测的能力;该系统包括有:一保安监控设施、一住户端介面、一分配线网路、一前端介面、CATV保安主机与一有线电视保安订户资料管理系统配合而成,并采用轮询及中断两种通讯模式。

本发明所说的轮询模式是用于断线侦测,其运作模式可由有线电视保安订户资料管理系统,将合法的使用者下载到保安主机,再由保安主机针对合法订户的住户端介面做一对一轮询,以确保无断线问题发生。

为了避免轮询的等待时间太长造成延迟,于每轮询16个住户端后,可送出64个时隙,若此时已轮询过,但有警报发生的保安监控设施,可于此时间进行传送,其传送的原则是住户端介面产生介于1至64间的随机数,若其数字与时隙数字相同则可进行传送。

本发明所说的中断模式,它可用于当住户端的保安监控设施警报发生时,经由住户端介面通知位于前端的保安主机。

本发明所说的住户端介面可包括有:保安介面转换电路、高频调制电路、双相位转换电路、解双相位电路、微处理器及指拨识别器,其中该保安介面转换电路整合保安监控设施的信号外,必须将数字信号转换成模拟信号,而该双相位电路是为了避免数字信号的直流位准影响到高频调变电路,将RS232信号转换成双相位信号,以去除送至高频调制器的直流成分,使得高频调制信号的平均频率等于中心频率;该高频调制电路是接收自保安主机所送来的模拟信号,并转换成双相位信号,再由解双相位电路还原成数字信号,送到微处理器进行信号识别;同时,为了方便保安主机于住户端介面进行轮询,每部住户端介面均包括有指拨识别器作为该住户的住址识别。所说的指拨识别器,它可包括有12个bits(比特)。

所说的有线电视保安系统的数字双相位编码方法,其特征在于可包括以下步骤:a、设定转换速度,并将数字双相位输出设为Hi;b、判断RS232的讯号是否有转态;c、若转态则将晶片内计数器清零,否则运用单晶片内含的计数器使其值累加1;d、再判断是否大于31,若算出大于值31则表示输出为数字双相位Hi;则将双相位输出取补数;若计数器的值介于15~31间,则将双相位输出设为Low。

所说的有线电视保安系统的数字双相位解码方法,其特征在于可包括以下步骤:a、利用侦测边缘技术,判断测试位元是否转态;b、若无转态则计数器加1后,再重回步骤a进行下一次判断;c、若测试使位元转态旦计数器的计数值大于31,则RS232电位是输出Hi逻辑,若数值介于15~31则RS232输出Low逻辑。

上述的转换速度设定可为19200bps。

本发明所说的住户端系统,其软件流程可包括有:主程序流程步骤,警报侦测流程步骤及通讯流程步骤三部分。

主程序流程方法,其步骤可为如下:a、初值及参数设定;b、读取指拨识别码的位址码;c、设定中断向量及权限;d、判断是否为轮询命令,是则执行步骤e,否则执行步骤I;e、延迟15ms使射频电路趋于稳定;f、判断有无警报,若无警报则执行步骤g,否则执行h;g、传送轮询ACK信号至资料收集器,并清除轮询旗标后结束;h、送出警报资料至资料收集器并设定已传送的警报旗标后结束;i、判断命令是否为时隙,若是则执行步骤k,否则结束;

j、判断警报旗标有无设定,若有则执行步骤j,否则结束;k、比较时隙数字是否与自行产生的随机数相同,若相同则执行步骤i,否则结束。

I、延迟15ms使射频电路趋于稳定,并送出警报资料至资料收集器后结束。

警报流程方法,其步骤可为如下:a、进行火灾侦测,若发生火灾则设定警报为火灾,之后执行步骤e,否则执行步骤b;b、进行红外线侦测,若发生红外线侵入则设定警报为红外线侵入,之后执行步骤e,否则执行步骤c;c、进行瓦斯侦测,若发生瓦斯外泄则设定警报为瓦斯外泄,之后执行步骤e,否则执行步骤d;d、进行大门磁簧回路侦测,若发生磁簧异常现象则设定警报为磁簧异常,之后执行步骤e,否则执行步骤f;e、将上述侦测结果合并成警报资料,并设定警报旗标为1后,重回前述的主程式流程中传送;f、表示前述各侦测均无发生,则清除警报旗标后结束。

通讯流程方法,其步骤可为如下:a、传送模式设定;b、判断是否为本住户端介面的轮询命令,若是,通知主流程回应轮询ACK信号命令,执行步骤c,否则执行步骤f;c、判断位址码是否正确,若正确则执行步骤d,否则即判定为接收错误而要重新接收;d、判断计数值总合是否正确,若正确则执行e,否则即判定为接收错误而要重新接收;e设定轮询旗标1后结束;f、判断是否为时隙命令,若为时隙则执行步骤g,否则执行步骤;g、储存时隙数字以供主流程进行判读;h、判断是否为接收到保安主机回应警报信号,是则将警报旗标清除后结束,否则直接结束。

通讯流程方法的传送模式得速率可为9600Bandrate(波特率)。

所说的住户端介面的规格可包括有:(1)调变方式:FSK(2)波特率:9600bps(比特/秒)(3)通讯方式:全双工(4)频率:上行8.02MHz,下行89.02Mhz(5)调频偏移量:±20Khz pp(6)频宽:200Khz以内(7)编码方式:双相位(biphase)(8)用户端发射机输出off(关)时,信号衰减度:大于70dB(9)用户端发射机输出on(开)/off(关)切换稳动定时间:小于1ms

本发明所说的住刻端介面可包括有:发射部分及接收部分。

所说的发射部分,包括有:双相位信号编码、基频整形电路、压控振荡器、输出ON/OFF开关控制信号、ON/OFF开关、滤波器及双向器;上送数据资料经双相位信号编码后,再经基频整形电路,去除高频暂态部分,并调整适当大小后,加至压控振荡器作FSK调制,输出经滤波器以限制频宽,而由双向器输出;同时,为了使多户端共用同一上行频道,在用户端的FSK发射器部分加入输出ON/OFF开关控制信号,它透过控制压控振荡器及放大器电晶体的偏压,达到输出信号控制ON/OFF开关的作用。所说的压控振荡器,可采用具有良好的温度特性的陶瓷振荡子所作成,以避免压控振荡器的中心频率偏移。

所说的接收部分,可包括有:双向器、89.02MHz带通滤波器、81MHz石英晶体、混频器、8.02MHz带通滤器、18.72MHz石英晶体、10.7MHz带通滤波器、正交解调器、限幅器及双相位信号解码;由双向器接收下行89.02MHz频道的FSK信号,先经89.02MHz带通滤波器去除假象频率成分。经滤波后信号藉由混频器再与81MHz石英晶体振荡信号混频,将FSK信号移至8.2MHz,而由8.02MHz带通滤波器取出,8.02MHz带通FSK信号再藉混频器与18.72MHz石英晶体振荡混频后,以一10.7MHz陶瓷滤波器取出中频FSK信号,再以正交解调器取出基频信号,经限幅器、双相位信号解码后,取回数据资料。

本发明所说的前端高频双向数据介面,它可包括有发射部分和接收部分。

所说的发射部分,它可包括有:双相位信号编码、基频整形电路、压控振荡器、带通滤波器、81MHz石英振荡器、89.02MHz带通滤波器及双向器;该双相位信号编码后经基频整形电路去除高频暂态成分,并调整适当大小后,加至压控振荡器作FSK调变,输出经带通滤波器以限制频宽,8.02MHz的FSK信号再经一混频器与一81MHz石英振荡信号相乘,将频率转移至下行频率89.02MHz,经带通滤波器去除其它频率成分后便送至双向器输出。

所说的接收部分,可包括有:双向器、8.02Mhz带通滤波器、18.72MHz石英振荡器、混频器、10.7MHz带通滤波器、正交FM解调制电路、限幅器及双相位信号解调器,经由双向器送入的FSK信号一经8.02MHz带通滤波器取出后,经混频器与一18.72MHz石英晶体振荡信号混频,经一10.7MHz带通滤波器将频率移至10.7MHz,此中频(10.7MHz)FSK信号以一正交FM解调制电路解调,经正交解调后的信号经限幅器整形为数字信号后,送至双相位信号解调器便可得回数据资料。所说的解调电路可采用自动偏压方式,即将解调后信号的直流成分归零,此电路配合发射端的双相位编码,而可解决FM正交解调器的中心频率漂移问题。

本发明所说的保安主机主要功能,是将再现的群组住户端保安监控设施所侦测的警报信号,经由上链回路传送并加以收集,以保留最新的住户状态供个人电脑进行读取显示,可包括有:通讯介面、第一中央处理器、第二中央处理器、存储器及双相位电路,其中第一中央处理器主要是监听来自PC端的命令,并予以适当的回应,并且透过第二中央处理器存取资料库中收集的资料;第二中央处理器主要是依据资料库中的客户名单、向下线的终端客户发出查询的命令,以随时检查终端客户的保安系统状况,并把该状况记录,等待适当时机再经由第一中央处理器送至上线操作人员,存储器是提供客户名单及客户状态的记录使用;双相位电路将来自第二中央处理器的TTL位准讯号转换成FSK的讯号送至前端的下载对称通讯FSK模组,或者将来自上载对称通讯FSK模组的讯号转换至TTL位准讯号,送回第二中央处理器。

所说的第二中央处理器存取资料库中收集资料的传送速率可为19200bps。所说的第二中央处理器对下线资料的传送,其速率可为9600bps。

所说的存储器记忆体可有32K bytes的容量,提供客户名单及客户状态的记录使用。所说的通讯介面,可采用RS485作为和PC之间通讯的管道,而可使保安主机采用并联的方式连接多组保安主机,共同和PC之间收送资讯。

所说的保安主机系统软件流程方法,其步骤可为如下:a.判断PC端是否有命令;若有命令则执行步骤b,否则执行步骤e;b.进行PC端资料解码及处理;c.判断是否为资料库的处理,若是则执行步骤d,否则重回步骤a;d.处理资料库后重回步骤a;e.向终端用户发出轮询指令;f.判断是否有回应,若有回应则执行步骤g,否则将错误记录于资料库中后重返步骤a;g.记录所得到的状态;h.判断是否轮询完毕,若完毕则执行步骤i,否则重返步骤e;i.送出64个时隙指令;j.判断是否有回应,若有回应则执行步骤k,否则重返步骤a;k.记录回应的状态后重返步骤a。

整形为数字信号后,送至双相位信号解调器可得回数据资料。

本发明的特点是利用主要是传送电视节目的有线电视网路,再增加保安功能的附加价值,更提高CATV(有线电视)网路的使用率。并将断线侦测技术用于网路实时监控的用途,不但可有效地提高网路实时修护能力,对于服务导向的有线电视业者将可提高其服务品质。而且达到保安的功能,并采用轮询及中断两种通讯模式,使该保安监控设施用以侦测住户端如火警、偷盗、瓦斯、急救等讯号,透过住户端介面经由有线电视的分配线路网传送至前端介面,使前端介面能判断该信号的定义,联络保安勤务中心或透过电话网路与医院、警局或消防队,使灾害发生的危害程度降至最低。

附图简要说明:图1为本发明有线电视保安系统的系统架构图。

图2为本发明的住户端介面系统架构图。

图3为本发明采用数位双相位编码图。

图4为本发明中的数位双相位编码程式流程图。

图5为本发明中的数位双相位解码程式流程图。

图6、7、8为本发明的住户端系统软件程序流程图。

图9为本发明的住户端高频双向数据介面方块图。

图10为本发明的前端高频双向数据介面方块图。

图11为本发明的保安主机端头介面方块图。

图12为本发明的保安主机介面系统软件流程图。

现在结合上述各附图来进一步说明本发明的较佳具体实施例。

本发明有线电视保安系统的系统架构如图1所示,它主要是包括一组商用的保安监控设施11、一住户端介面12、一分配线网路13、一前端介面14、CATV保安主机15与一有线电视保安订户资料管理系统(MIS)16配合而成。其中,分配线网路13是以每个光节点装接500至3000个用户分群管理为原则。于每个光节点处装设一保安主机14的端头介面,负责收集下辖3000用户的保安讯号。本发明为了达到资料不流失且快速地通知保安人员,本系统将分别采用轮询及中断两种通讯模式。其中轮询用于断线侦测,其运作模式由有线电视保安订户资料管理系统16,将合法的订户下载到保安主机15,再由保安主机15针对合法订户的住户端介面12做一对一轮询,以确保无断线问题发生。中断模式则用于当住户端的保安监控设施11警报发生时,经由住户端介面12通知位于前端的保安主机15,为了避免轮询的等待时间太长造成延迟。本通讯规格特别于每轮询16个住户端后,会送出64个时隙(Time Slot),若此时已轮询过,但有警报发生的保安监控设施11,可与此时间进行传送,其传送的原则是住户端介面12产生介于1至64间的随机数,若其数字与时隙数字相同则可进行传送。为了避免固定冲撞发生,住户端介面12特别设计随机数产生程序。当冲撞发生时则退回重新产生。使用本通讯格式可改善光节点满载(3000部)之下,住户端介面轮询时,刚轮询过但发生警报的住户端介面12必须等到该光节点所辖的其他2999个住户轮完才能送警报的缺点。为了完整说明通讯流程,特以三种状况为例说明:1、住户端没有警报讯号时:此时由保安主机15送来的侦测讯号可视为断线侦测用途。若此时无警报发生则住户端介面12会回应一个标示无断线的讯号。若此时发生警报则此住户端介面12具有先传送的权利。

2、一个保安监控设施11有警报:若此时恰有轮询信号,则住户端介面12可将警报讯号送出。若未等到轮询信号但时隙已送达,则可比较随机数所产生的数字与时隙是否相同,若相同则将警报信号送出。若不相同则再产生一随机数,等待时隙或轮询信号到来再行传送。

3、两个以上保安监控设施11有警报:其传送流程同一个保安监控设施11有警报模式。若大量的警报信号产生,使得每次时隙均有两个以上保安监控设施11欲传送警报信号,而造成信号冲撞。此最差情况发生时,保安监控设施11的警报仍可于保安主机15轮询该住户端介面12时传送警报信号,因此本发明不会造成警报流失,或反应太慢的情况发生。

本发明的住户端介面系统架构如图2所示,由于有线电视网路所传送的信号为模拟信号,因此住户端介面12除了由保安介面转换电路26整合保安监控设施11的信号外,必须将数字信号转换成模拟信号,为了避免数字信号的直流位准影响到高频调变电路22,因此采用此双相位转换电路24(其编码方式如图3所示),将RS232信号转换成双相位信号,以去除送至高频调制器22的直流成分,使得高频调变信号的平均频率等于中心频率。同理,接收自保安主机15所送来的模拟信号经由高频解调变电路21转换成双相位信号后,再由解双相位电路23还原成数字信号,送到微处理器25进行信号识别。为了方便保安主机15于住户端介面12进行轮询,每部住户端介面12均包括12个bits(比特)的指拨识别器27作为该住户住址识别。

本发明的数字双相位编码程式流程如图4所示,为了简化住户端介面的体积以及修改的弹性,本系统采用单晶片作为专用的转换集成电路IC。如图所示,由于双相位编码低位元有高(Hi)及低(Low)的变化,因此将转换速度设定为19200bps 41,并将数字双相位输出设为Hi 42。判断RS232的讯号是否有转态43,若转态则将晶片内计数器清除,否则运用单晶片内含的计数器使其值累加1,判断是否大于31,若算出大于值31则表示输出为数字双相位Hi;则将双相位输出取补数45;若计数器的值介于15~31间46,则将双相位输出设为Low的模式47。

为本发明中的数字双相位解码程序流程如图5所示,将转换速度定为19200bps,利用侦测边缘技术51,判断测试位元是否转态,若无转态则计数器加1后再进行下一次判断,若测试使位元转态且计数器的计数值大于31 52,则RS232电位是输出Hi逻辑53,若数值介于15~31 54则RS232输出Low逻辑55。

本发明的住户端系统软件程序流程如图6~8所示,它可分为三部分:一主程序流程图6;一警报侦测流程图7;一通讯流程图8。主程式流程图6中,步骤611~613,为系统参数设定,其中包括有初值及参数设定611,读取指拨辨识码的位址码612及设定中断向量及权限613。再判断是否为轮询命令614。若是,则延迟15ms使射频电路趋于稳定615,再判断有无警报618,若无,则传送轮询ACK信号(polling-ACK)616至资料收集器,并清除轮询旗标617;若有警报;则送出警报资料619至资料收集器并设定已传送的警报旗标620。若非轮询命令,则判断命令是否为时隙621,若是,则判断警报旗标有无设定622,若有警报,先比较时隙数字是否与自行产生的随机数相同623,若数字相同则延迟15ms使射频电路趋于稳定624,并送出警报资料625至资料收集器。

图7为警报侦测流程图。本程序为每1ms执行一次621及产生随机数码622,用来判断有无警报发生,其中623、624为火灾侦测,625、626为红外线侦测;627、628为瓦斯侦测;629、630为防盗侦测。将上述侦测结果合并成警报资料631,并设定警报旗标为1 632,再于主程序流程图6中传送。若前述各侦测均无发生时,则清除警报旗标623。

图8为通讯流程图,本通讯流程主要是作为保安主机与本住户端介面命令的沟通。当传送模式设定631后,判断是否为本住户端介面12的轮询命令632。若是,则通知主程序流程回应轮询ACK信号命令632~635。若为时隙命令,则将时隙数字储存以供主程式流程进行判读636~637。若接收到保安主机回应警报信号接收完成,则将警报旗标清除638~639。

本发明的住户端高频双向数据介面方块图如图9所示,本发明是透过有线电视网路将用户与前端间的资料互相传递。由于传输媒介为HFC网路,必须将断线侦测及警报回传的讯号调变到符合有线电视上行频段(5~35MHz)。因此本发明研制出一套对称式通讯模组。可分为用户段的下行FSK解调器与上行FSK调变器。配合本发明采用的分时多工通讯协定,所有的用户可共用同一上行频道与一下送频道,其规格与设计如下:(1)调变方式:FSK

(2)波特率(Baud rate):9600bps(比特/秒)(3)通讯方式:全双工(4)频率:上行8.02MHz,下行89.02Mhz(5)调变偏移量:±20KHz pp(6)频宽:200KHz以内(7)编码方式:双相位(biphase)(8)用户端发射机输出off(关)时,信号衰减度:大于70dB(9)用户端发射机输出on(开)/off(关)切换稳动定时间:小于1ms为了详细描述工作原理,现将电路分成发射部分与接收部分。

(1)发射部分将双相位信号编码701后,再经基频整形电路702,去除高频暂态部分,并调整适当大小(对应至±20KHz频率偏移)后,加至压控振荡器(VCO)703作FSK调变。为了避免VCO的中心频率偏移,采用陶瓷振荡子作成VCO,其具有良好的温度特性。中心频率8.02MHz,FSK频率偏移为±20KHz。输出经滤波器706以限制频宽。为了使多户端共用同一上行频道,在用户端的FSK发射器部分加入输出ON/OFF开关控制信号704,它透过控制VCO及放大器电晶体的偏压,达到输出信号控制ON/OFF开关705的作用。从控制信号转态至输出信号ON/OFF达到稳态,时间小于1ms,因此可快速地将上行频道使用权由一用户转至另一用户。当输出OFF时,信号至少衰减70dB。

(2)接收部分其接收下行89.02MHz频道的FSK信号。信号从双向器717取出后,先经89.02MHz带通滤波器716去除假象频率成分。经滤波后信号藉由混频器714,再与81MHz石英晶体振荡信号混频715,将FSK信号移至8.2MHz,经8.02MHz带通滤波器713取出。8.02MHz带通FSK信号再藉混频器711与18.72MHz石英晶体振荡器712混频,以一10.7MHz陶瓷带通滤波器710取出中频FSK信号。再以正交FM解调器709取出基频信号,经限幅器708、双相位解码(Biphase)707后,取回数据资料。

如图10所示,它为本发明的前端高频双向数据介面方块图。其工作原理描述如下:(1)发射部分:双相位信号编码801后再经基频整形电路802,去除高频暂态成分,并调整适当大小(对应至±20KHz频率偏移)后,加至压控振荡器(VCO)803作FSK调变。为了避免VCO的中心频率漂移,采用陶瓷振荡子作成的VCO,其具有良好的温度特性。中心频率8.02MHz,FSK频率偏移±20KHz。输出经带通滤波器804以限制频宽。8.02MHz的FSK信号再经一混频器(mixer)806与一81MHz石英振荡器805信号相乘,将频率转移至下行频率89.02MHz,经带通滤波器807去除其它频率成分后便送至双向器808输出。

(2)接收部分:由双向器808送入的FSK信号一经8.02MHz带通滤波器809取出后,经混频器810与一18.72MHz石英晶体振荡信号混频811,经一陶瓷滤波器滤波812将频率移至10.7MHz。此中频(10.7MHz)FSK信号以一正交FM解调变电路解调813。解调电路采用自动偏压方式,即将解调后信号的直流成分归零,此电路配合发射端的Biphase编码,可解决FM正交解调器的中心频率漂移问题。经正交解调后的信号经限幅器(Slicer,即一位准比较器)814整形为数字信号后,送至双相位信号解调器815便可得回数据资料。

如图11所示,它为本发明的保安主机端头介面方块图。保安主机的端头介面,其主要功能是将负责的群组住户端保安监控设施所侦测的警报信号,经由上链回路传送并加以收集,以保留最新的住户状态以供个人电脑(PC)进行读取显示。本机透过RS48591作为和PC之间通讯的管道,并且因为RS485的规格使得本介面可以采用并联的方式连接多组保安主机的端头介面电路,共同和保安PC之间收送资讯。由于采用分群管理,因此断线轮询的工作均由保安主机(PC)负责。但为确保合法用户的权利,以及轮询时不必要的时间浪费,因此轮询的对象是由保安PC端下载(Download)到资料收集器中。如此的运作模式将可减少输出入流量(I/O Traffic)。当断线发生时,端头介面会保留此讯号,由于保安PC端仅管理64部端头介面,且传输速率为19200bps,因此保安PC会很快的得知断线发生。采用此模式主要是避免同时多部端头介面侦测到断线,若同时实时传出将造成信号冲撞的问题。其工作原理如后所述;CPU A 92主要是监听来自PC端的命令,并予以适当的回应,并且透过CPU B 93存取资料库中收集的资料。这部分的传送速率为19200bps。CPU B 93主要是依据资料库的客户名单,向下线的终端客户发出查询的命令,以随时检查终端客户的保安系统状况,并把该状况记录,等待适当的时机再经由CPU A 92送至上线操作人员,CPU B 93对下线资料的传送速率为9600bps。存储器94(MEMORY)有32K bytes的容量,提供客户名单及客户状态的记录使用。双相位(Biphase)电路95将来自CPU B 93的TTL位准讯号转换成FSK的讯号送至前端的下载(Download)对称通讯FSK模组,或者将来自上载(Upload)对称通讯FSK模组的讯号转换至TTL位准讯号,送回CPU B 93。

本发明的保安主机介面系统软件流程如图12所示,因CATV保安主机介面内含双CPU,因此软件流程亦分为PC端通讯与住户端介面通讯两种。首先判断PC端是否有命令(A01)。若有,则进行命令解码及资料处理A09~A11。若PC端无命令则针对合法住户端介面进行轮询A02,并判断是否有回应A03,若有回应则记录所得资料并回送确认信号A03~A05,若时隙内有回应,则记录所得资料并回送确认信号A06~A08。

以上所述内容与所举实施例的附图,仅是本发明较佳实施范例,大凡知悉此技艺的人士,依照本发明的精神作成的各种变化与修饰,仍应包含在本发明的权利范围之内。