一種基于GPRS的嵌入式電話報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2. 1. 4 電話接口電路

電話接口電路包括自動(dòng)摘機(jī)電路、振鈴檢測電路和斷線檢測電路。

自動(dòng)摘機(jī)電路實(shí)現(xiàn)模擬自動(dòng)摘機(jī)， 當(dāng)撥號(hào)報(bào)警或遠(yuǎn)程控制時(shí)， 系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)， 接入電話網(wǎng)絡(luò)。在遠(yuǎn)程控制時(shí)， 振鈴檢測電路能檢測到電話振鈴信號(hào)， 從而自動(dòng)摘機(jī)。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(jī)協(xié)議， 交流振鈴信號(hào)為25 Hz, 90 V 的正弦波。振鈴信號(hào)經(jīng)過直流隔離電容和限壓電阻后， 驅(qū)動(dòng)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(hào)輸入單片機(jī)， 單片機(jī)可以對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)， 計(jì)到一定的脈沖數(shù)后， 自動(dòng)摘機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)沒有正常連接到電話網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 斷線檢測電路能自動(dòng)檢測到故障并進(jìn)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(jī)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(shí)現(xiàn)語音錄放。ISD1700 作為SPI 從機(jī)，幾乎所有的按鍵操作都可以通過這些SPI 指令來實(shí)現(xiàn)。

一些SPI 命令： 如PLAY, REC, ERASE, FWD, RESET , GLOBAL_ERA SE 的運(yùn)行類似于相應(yīng)的獨(dú)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(shí)， 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(chǔ)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(hào)報(bào)警時(shí)， 根據(jù)報(bào)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(jì)

2. 2. 1 系統(tǒng)主程序

系統(tǒng)上電后， 首先延時(shí)100 ms, 讓單片機(jī)和外圍電路有充分的時(shí)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(gè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位復(fù)位。外部中斷6 處理遠(yuǎn)程控制， 外部中斷7處理報(bào)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(qǐng)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。

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圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

2. 2. 2 報(bào)警子程序

當(dāng)報(bào)警時(shí)， 調(diào)用摘機(jī)函數(shù)模擬摘機(jī)， 并進(jìn)行鈴音檢測。鈴音檢測時(shí)單片機(jī)計(jì)數(shù)器T 0 定時(shí)4 s, 計(jì)數(shù)器T 1對(duì)MT 8888 IRQ 輸出方波進(jìn)行4 s 計(jì)數(shù)。據(jù)程控交換機(jī)協(xié)議， 鈴音信號(hào)為誤差+ 25 H z 的450 Hz連續(xù)正弦波， 撥號(hào)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(jì)數(shù)門限， 據(jù)計(jì)數(shù)值的不同進(jìn)行鈴音識(shí)別。如， 撥號(hào)音的計(jì)數(shù)上下門限為( 450+25) * 4= 1 900 和( 450- 25) * 4= 1 700。如圖3 所示。

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圖3 報(bào)警子程序流程圖

2. 2. 3 遠(yuǎn)程控制子程序

當(dāng)與遠(yuǎn)程控制相應(yīng)的外部中斷6 中斷請(qǐng)求標(biāo)志置位時(shí)， 系統(tǒng)由主程序轉(zhuǎn)入遠(yuǎn)程控制子程序。首先，MT8888 設(shè)置為DT MF 模式， 然后解碼遠(yuǎn)程輸入的密碼， 與本地的密碼進(jìn)行比較， 如果不匹配， 則掛機(jī); 否則身份驗(yàn)證通過。通過身份驗(yàn)證后， MT8888 解碼遠(yuǎn)程控制指令并傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)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(dòng)掛機(jī)。

2. 3 系統(tǒng)終端界面

系統(tǒng)終端界面如圖4 所示。

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圖4 系統(tǒng)終端界面

當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)， 安全指示燈亮; 當(dāng)處于報(bào)警狀態(tài)時(shí)， 相應(yīng)的報(bào)警狀態(tài)指示燈會(huì)閃爍指示報(bào)警狀態(tài)。修改密碼時(shí)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(hào)碼時(shí)也需要輸入密碼， 否則不能修改。查詢系統(tǒng)日志時(shí)需要輸入密碼; 選擇日期， 雙擊日期可以查詢當(dāng)天的報(bào)警日志。報(bào)警日志可以以文本文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)， 并且可以更改存儲(chǔ)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(qiáng)型8 位單片機(jī)C8051F020 為控制核心， 減小電磁輻射對(duì)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(duì)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(qiáng)， 發(fā)射距離遠(yuǎn)和電路體積小的優(yōu)點(diǎn); 并結(jié)合多節(jié)點(diǎn)傳感組， 能實(shí)時(shí)對(duì)家庭安全狀況進(jìn)行監(jiān)控， 及時(shí)通報(bào)安全隱患。同時(shí)， 在固定電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上， 增加GPRS 短信報(bào)警的功能， 彌補(bǔ)了通過固定電話網(wǎng)絡(luò)傳遞報(bào)警信息功能上的不足， 提高系統(tǒng)的安全性能。還設(shè)計(jì)了個(gè)人電腦終端桌面程序， 改善人機(jī)接口， 更加方便用戶設(shè)置/ 修改密碼、預(yù)置/ 修改電話號(hào)碼、查詢報(bào)警日志等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明， 該系統(tǒng)具有成本低、穩(wěn)定、功能齊全、人機(jī)接口友好的特點(diǎn)， 具有很強(qiáng)的研究意義和社會(huì)實(shí)用價(jià)值， 以及廣闊的市場前景。