基于單片機的智能電話報警系統(tǒng)
1 引言
隨著人們生活水平的不斷提高,家庭安全正在逐漸引起重視。在家庭住宅處安裝防盜及險情報警系統(tǒng),使主人能及時掌握住宅發(fā)生的警情,正是人們所期盼的。智能電話報警系統(tǒng)是以單片機為核心,利用公共通訊網(wǎng)為傳輸媒介對住宅進行安全監(jiān)視,具有可靠性高、成本低、易普及等優(yōu)點。
2 系統(tǒng)功能
智能電話報警系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能如下:當室內(nèi)有警情發(fā)生時(如有人非法進入室內(nèi)、煤氣泄漏、火災等),智能電話報警系統(tǒng)能及時地通過各種傳感器獲知警情,對警情的種類進行判斷,并立即自動順序撥打預設(shè)的1~9組電話。在撥號后,首先判斷對方是否摘機。如是,則根據(jù)不同的警情播放相應的錄制好的語音報警內(nèi)容,否則,掛機后撥下一組預制電話,直至1~9組電話全部接通。
3 硬件組成及原理
本系統(tǒng)主要采用AT89C5l作為核心。HT9170和HT9200A作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發(fā)生器,ISD1420作為錄放音元件。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.1 AT89C51單片機
AT89C51內(nèi)部集成4 KB只讀存儲器。采用CHMOS工藝技術(shù),且與MCS-51產(chǎn)品相兼容。內(nèi)部集成通用的8位CPU和Flash RAM。其應用范圍廣,性能良好,可用于解決復雜的控制問題。利用AT89C51的I/O端口對傳感器信號進行實時監(jiān)控,對HT9200A撥號實現(xiàn)遠程控制,控制ISD1420語音器件的語音播放。
3.2 撥號系統(tǒng)
撥號系統(tǒng)采用HT9170和HT9200A分別作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發(fā)生器。
HT9200A是串行式DTMF信號發(fā)生器,具有良好的溫度適應性,其工作溫度范圍為一20℃~+70℃,采用8引腳DIP或SOP封裝,引腳排列如圖2所示。各引腳的功能說明如下:
CE:片選信號輸入端,低電平有效;
X1、X2:3.579 545 MHz晶體振蕩器接入端;
VDD、VSS:電源正負輸入端,正常工作電壓范圍為2 V~5.5 V,工作電流約為2mA;
CLK:串行數(shù)據(jù)的同步信號輸入端,fCLK約為100kHz;
DATA:串行數(shù)據(jù)輸入端;
DTMF:DTMF信號輸出端。
HT9170系列是集成了數(shù)字解碼器和多帶濾波器功能的雙音頻DTMF接收器,可工作在掉電模式和抑制模式下。HT9170系列器件都是采用數(shù)字化計算方法識別,將16倍的DTMF音頻解碼后轉(zhuǎn)化為4位代碼輸出。高精度的轉(zhuǎn)換電容濾波器將音頻DTMF信號分離為低頻信號和高頻信號,自帶撥號音頻阻波電路可省去前置濾波器所需的阻波電路。HT9170的引腳排列如圖3所示。
撥號電路原理圖如圖4、圖5所示。
3.3 語音電路
ISD1420為美國ISD公司推出的產(chǎn)品,單片錄放時間8 s~20 s,音質(zhì)好。ISD1420采用CMOS技術(shù),內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅(qū)動及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風、喇叭、兩個按鈕、電源及少量電阻電容。在錄放操作結(jié)束后,器件自動進入低功耗節(jié)電模式,功耗僅0.5μA。
ISD1420系列有唯一的錄音控制和邊沿/電平觸發(fā)兩種放音控制。不分段時外圍線路最簡,也可按最小段長為單位任意組合分段,提供若干操作模式,大大提高了控制的靈活性。
ISD1420采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù),每個采樣直接存儲在片內(nèi)單個EEPROM單元中,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)效果,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率為5.3kHz、6.4 kHz到8.0 kHz,對音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年(無需后備電源),EEP-ROM單片可反復錄音十萬次。語音電路原理圖如圖6所示。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
為使程序清晰可讀且運行速率高,本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,由主程序、中斷服務(wù)程序和相關(guān)子程序(如延時子程序、語音提示子程序、放音子程序、撥號子程序等)組成。其主程序流程圖如圖7所示。撥號報警子程序流程圖如圖8所示。
5 結(jié)束語
該系統(tǒng)設(shè)計利用單片機實現(xiàn)報警功能,控制靈活;利用電話網(wǎng)作為傳輸媒體,具有快速報警、準確可靠的特點。該系統(tǒng)設(shè)計成本低,家庭使用安全方便,具有廣泛的應用前景。
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