一種基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程自動報警系統(tǒng)的設(shè)計方案解析
隨著國家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣,防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必備設(shè)備,特別是近幾年,安全防范的迫切需要給家庭防盜報警系統(tǒng)提供了越來越廣泛的市場。從國內(nèi)來看,比較高檔的防盜報警裝置一般為進(jìn)口產(chǎn)品,價格昂貴,且大多為有線連接方式。國內(nèi)產(chǎn)品盡管不少,但大多為模擬電路形式,且結(jié)構(gòu)和功能簡單,可靠性差,難以聯(lián)網(wǎng)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171130.htm在已普及的公共電話網(wǎng)基礎(chǔ)上研制一種新型家用自動報警系統(tǒng),這對于保障居民的生命財產(chǎn)安全,提高公安、消防、醫(yī)療、保安等部門的快速反應(yīng)能力,有著十分重要的意義。為此,設(shè)計這個多功能遠(yuǎn)程自動報警系統(tǒng)裝置,它可以監(jiān)測火災(zāi)、盜賊入室行竊和老年人發(fā)出的呼救信號。整個系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為核心,結(jié)合DTMF(雙音多頻)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式,不需重新布線,特別適用于已裝修用戶及布線不方便的場合。
1系統(tǒng)工作原理
該系統(tǒng)主要通過一個單片機(jī)控制中心與電話網(wǎng)相連接。在正常情況下一直處在等待狀態(tài),監(jiān)視是否有緊急情況發(fā)生。一旦有意外情況發(fā)生,通過發(fā)送中斷信號驅(qū)動單片機(jī),讓它從等待狀態(tài)進(jìn)入報警過程,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報警。具體工作過程如下:當(dāng)傳感器檢測到有溫度的異常、氣體濃度的巨大變化、紅外掃描到人的紅外波以及老人按下了求救按鍵時,通過無線收發(fā)電路傳給單片機(jī)的INI1引腳,引起單片機(jī)產(chǎn)生中斷;然后開始執(zhí)行中斷程序,啟動撥號電路,模擬摘機(jī),收到了交換機(jī)反饋的撥號音后,開始撥打事先設(shè)定好的電話號碼,若占線則自動重?fù)?檢測到對方已經(jīng)摘機(jī)后,啟動語音電路,播放事先錄制好的話音,播放完畢后掛機(jī),整個系統(tǒng)的功能便已完成。
整個系統(tǒng)分成無線發(fā)射和接收、單片機(jī)控制中心、DTMF收發(fā)電路、語音電路等5大模塊。
2.1無線收發(fā)裝置
對于類似火災(zāi)這類意外,報警系統(tǒng)與現(xiàn)場需要有一定的安全距離。所以,當(dāng)現(xiàn)場的傳感器監(jiān)測到有意外情況發(fā)生時,采用無線收發(fā)裝置來給整個控制系統(tǒng)提供發(fā)生意外的種類、地點(diǎn)等具體信息。該模塊可分為發(fā)射和接收兩部分電路。
發(fā)射部分主要由編址電路、編碼電路、無線電發(fā)射電路組成。電路通過CD40147、PT2262、MAX2608這3個集成芯片實(shí)現(xiàn)。首先,CD40147將不同的探測器編為不同的二進(jìn)制代碼,使單片機(jī)可以通過程序來判斷報警的種類與地點(diǎn);然后,通過PT2262編碼,將不能直接調(diào)頻發(fā)射的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為中頻,再通過調(diào)頻發(fā)射芯片將報警信號發(fā)送出去。
接收部分由接收和解碼兩部分組成。接收部分的功能主要由調(diào)頻接收芯片MAXl470來完成接收功能,該芯片只需要較少的元件,使用較為方便。解碼部分由PT2272完成功能,解碼出來的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)中。
2.2單片機(jī)控制中心
本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51作為系統(tǒng)的控制中心。AT89C51是一種低功耗、高性能的8位單片機(jī),片內(nèi)有一個4 kB Flash PEROM(可編程可擦除的讀存儲器)。單片機(jī)接收到由FM接收機(jī)發(fā)送來的信號,通過固化在內(nèi)部ROM中的應(yīng)用軟件來判斷是什么地方發(fā)生了情況,然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理過程。系統(tǒng)中,89C51要控制語音芯片的開啟、結(jié)束以及地址信息,實(shí)現(xiàn)芯片中存放的語音可以有選擇地送到電話線上。它還要控制撥號芯片產(chǎn)生正確的DTMF信號,完成對遠(yuǎn)處電話機(jī)的呼叫。另外,還要能有效地判斷當(dāng)前線路的狀態(tài),如果遇到線路忙等情況時可以有相應(yīng)的等待機(jī)制。在長時間不通的情況下可以更換不同的號碼多次嘗試,直到有人獲得報警信息為止。如果是火警、匪警,在此呼叫期問,本地的警笛可以發(fā)出連續(xù)、刺耳的聲音,起到提示或者威懾的作用。
2.3 DTMF收發(fā)電路
DTMF收發(fā)電路是實(shí)現(xiàn)電話線遠(yuǎn)程通信的關(guān)鍵部分。它需實(shí)現(xiàn)自動撥號、忙音識別、鈴聲識別、遠(yuǎn)程按鍵數(shù)字信號識別等功能。
系統(tǒng)選用INTEL微處理器接口功能較強(qiáng)的DTMF發(fā)送和接收器件MT8888。
MT8888與單片機(jī)及音頻放大電路組合,實(shí)現(xiàn)各種信號音的檢測及DTMF信號的產(chǎn)生,并將DTMF信號送到電話線上,實(shí)現(xiàn)報警和打電話共用一條線。MT8888的DO~D3分別與AT89C51的P0.0~P0.3相連,RD、WR分別與AT89C51的RD、WR相連,IRQ/CP接至INT0,CS、RS0接至地址線P2.1、P2.0。
MT8888共有6種工作模式:DTMF模式、CALL(呼叫處理)模式、BURST(突發(fā))模式、TEST(測試)模式以及中斷模式。DTMF模式可以發(fā)送和接收DTMF信號,完成撥號的功能;CALL模式可以檢測交換機(jī)反饋回來的各種信號音,該電路由單片機(jī)通過RS0、WR、RD、D0~D3等引腳進(jìn)行控制;在中斷模式,當(dāng)接收或發(fā)送了有效的音頻信號后,IRQ/CP引腳輸出低電平,產(chǎn)生中斷信號供給CPU,在延遲控制電壓的跳變緣將數(shù)據(jù)鎖存至輸出端;在CALL模式,只能接收250 Hz~550 Hz的信號音,在拒收或無輸入時,IRQ/CP引腳輸出低電平。
電話線開關(guān)接口電路必須滿足電話入網(wǎng)的條件,為此采用了電話線匹配變壓器與電話線交流耦合,這樣可以大大地減少電話線上的支流成分對后面電路產(chǎn)生的影響。同時,為了能夠達(dá)到模擬摘機(jī)掛機(jī)的功能,在變壓器與電話線之間接入了電磁繼電器作為控制開關(guān)。
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