基于GPRS的嵌入式報警系統(tǒng)的設(shè)計

2. 1. 4 電話接口電路

電話接口電路包括自動摘機電路、振鈴檢測電路和斷線檢測電路。

自動摘機電路實現(xiàn)模擬自動摘機， 當(dāng)撥號報警或遠程控制時， 系統(tǒng)自動摘機， 接入電話網(wǎng)絡(luò)。在遠程控制時， 振鈴檢測電路能檢測到電話振鈴信號， 從而自動摘機。振鈴檢測電路主要由高速光耦6N138 和電壓比較器LM393 構(gòu)成。根據(jù)程控交換機協(xié)議， 交流振鈴信號為25 Hz, 90 V 的正弦波。振鈴信號經(jīng)過直流隔離電容和限壓電阻后， 驅(qū)動光電耦合器， 光電耦合器的邏輯輸出端產(chǎn)生脈沖， 經(jīng)過電壓比較器整形后， 得到方波脈沖。脈沖信號輸入單片機， 單片機可以對脈沖進行計數(shù)， 計到一定的脈沖數(shù)后， 自動摘機。當(dāng)系統(tǒng)沒有正常連接到電話網(wǎng)絡(luò)時， 斷線檢測電路能自動檢測到故障并進行提示。

2. 1. 5 語音電路

系統(tǒng)采用ISD1760 作為語音錄放芯片。單片機通過SPI 串行總線與ISD1760 相連， 傳輸SPI 指令， 配置內(nèi)部寄存器和實現(xiàn)語音錄放。ISD1700 作為SPI 從機，幾乎所有的按鍵操作都可以通過這些SPI 指令來實現(xiàn)。

一些SPI 命令： 如PLAY, REC, ERASE, FWD, RESET , GLOBAL_ERA SE 的運行類似于相應(yīng)的獨立按鍵操作， 另外SET_REC, SET _PLAY, SET _ERASE 命令允許用戶指定錄音、放音和擦除的起始和結(jié)束地址。

系統(tǒng)初始化設(shè)置時， 應(yīng)該首先根據(jù)各種提示音的長度，用查表的方法分配好相應(yīng)的存儲起止地址。并且通過硬件為用戶提供錄音接口與控制接口。撥號報警時， 根據(jù)報警類型尋址并播放相應(yīng)的提示音。

2. 2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

2. 2. 1 系統(tǒng)主程序

系統(tǒng)上電后， 首先延時100 ms, 讓單片機和外圍電路有充分的時間復(fù)位。在系統(tǒng)初始化過程中， 使能C8051F020 的外部中斷6, 7 和串口中斷， 并將各個中斷請求標(biāo)志位復(fù)位。外部中斷6 處理遠程控制， 外部中斷7處理報警， 串口中斷處理PC 控制命令。循環(huán)掃描各路中斷標(biāo)志位， 如果中斷請求標(biāo)志位置位， 則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

2. 2. 2 報警子程序

當(dāng)報警時， 調(diào)用摘機函數(shù)模擬摘機， 并進行鈴音檢測。鈴音檢測時單片機計數(shù)器T 0 定時4 s, 計數(shù)器T 1對MT 8888 IRQ 輸出方波進行4 s 計數(shù)。據(jù)程控交換機協(xié)議， 鈴音信號為誤差+ 25 H z 的450 Hz連續(xù)正弦波， 撥號音是連續(xù)的， 忙音為0. 35 s 通、0. 35 s斷， 回鈴音為1 s 通、4 s 斷?？稍O(shè)定計數(shù)門限， 據(jù)計數(shù)值的不同進行鈴音識別。如， 撥號音的計數(shù)上下門限為( 450+25) * 4= 1 900 和( 450- 25) * 4= 1 700。如圖3 所示。

圖3 報警子程序流程圖

2. 2. 3 遠程控制子程序

當(dāng)與遠程控制相應(yīng)的外部中斷6 中斷請求標(biāo)志置位時， 系統(tǒng)由主程序轉(zhuǎn)入遠程控制子程序。首先，MT8888 設(shè)置為DT MF 模式， 然后解碼遠程輸入的密碼， 與本地的密碼進行比較， 如果不匹配， 則掛機; 否則身份驗證通過。通過身份驗證后， MT8888 解碼遠程控制指令并傳遞給單片機。單片機根據(jù)控制指令執(zhí)行相應(yīng)的控制操作， 執(zhí)行完成之后， 自動掛機。

2. 3 系統(tǒng)終端界面

系統(tǒng)終端界面如圖4 所示。

圖4 系統(tǒng)終端界面

當(dāng)系統(tǒng)處于待機狀態(tài)時， 安全指示燈亮; 當(dāng)處于報警狀態(tài)時， 相應(yīng)的報警狀態(tài)指示燈會閃爍指示報警狀態(tài)。修改密碼時需要輸入原密碼， 以防被人非法篡改，從而提高系統(tǒng)安全性; 修改號碼時也需要輸入密碼， 否則不能修改。查詢系統(tǒng)日志時需要輸入密碼; 選擇日期， 雙擊日期可以查詢當(dāng)天的報警日志。報警日志可以以文本文件格式進行存儲， 并且可以更改存儲目錄， 便于日后查看和調(diào)用。

3 結(jié) 語

該系統(tǒng)采用美國Silabs 公司的增強型8 位單片機C8051F020 為控制核心， 減小電磁輻射對系統(tǒng)數(shù)字無線收發(fā)電路的干擾; 采用以2. 4 GHz 公共頻率為載波頻率的數(shù)字無線收發(fā)電路， 相對于傳統(tǒng)的433 MHz 和315 MHz的無線收發(fā)電路具有抗干擾能力強， 發(fā)射距離遠和電路體積小的優(yōu)點; 并結(jié)合多節(jié)點傳感組， 能實時對家庭安全狀況進行監(jiān)控， 及時通報安全隱患。同時， 在固定電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上， 增加GPRS 短信報警的功能， 彌補了通過固定電話網(wǎng)絡(luò)傳遞報警信息功能上的不足， 提高系統(tǒng)的安全性能。還設(shè)計了個人電腦終端桌面程序， 改善人機接口， 更加方便用戶設(shè)置/ 修改密碼、預(yù)置/ 修改電話號碼、查詢報警日志等。經(jīng)實驗證明， 該系統(tǒng)具有成本低、穩(wěn)定、功能齊全、人機接口友好的特點， 具有很強的研究意義和社會實用價值， 以及廣闊的市場前景。