一種基于單片機的遠程自動報警系統的設計方案解析
隨著國家智能化小區建設的推廣,防盜系統已成為智能小區的必備設備,特別是近幾年,安全防范的迫切需要給家庭防盜報警系統提供了越來越廣泛的市場。從國內來看,比較高檔的防盜報警裝置一般為進口產品,價格昂貴,且大多為有線連接方式。國內產品盡管不少,但大多為模擬電路形式,且結構和功能簡單,可靠性差,難以聯網。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/171130.htm在已普及的公共電話網基礎上研制一種新型家用自動報警系統,這對于保障居民的生命財產安全,提高公安、消防、醫療、保安等部門的快速反應能力,有著十分重要的意義。為此,設計這個多功能遠程自動報警系統裝置,它可以監測火災、盜賊入室行竊和老年人發出的呼救信號。整個系統以單片機AT89C51為核心,結合DTMF(雙音多頻)遠程數據傳輸技術,采用無線數據傳輸方式,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系統工作原理
該系統主要通過一個單片機控制中心與電話網相連接。在正常情況下一直處在等待狀態,監視是否有緊急情況發生。一旦有意外情況發生,通過發送中斷信號驅動單片機,讓它從等待狀態進入報警過程,從而實現遠程報警。具體工作過程如下:當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,通過無線收發電路傳給單片機的INI1引腳,引起單片機產生中斷;然后開始執行中斷程序,啟動撥號電路,模擬摘機,收到了交換機反饋的撥號音后,開始撥打事先設定好的電話號碼,若占線則自動重撥;檢測到對方已經摘機后,啟動語音電路,播放事先錄制好的話音,播放完畢后掛機,整個系統的功能便已完成。
整個系統分成無線發射和接收、單片機控制中心、DTMF收發電路、語音電路等5大模塊。
2.1無線收發裝置
對于類似火災這類意外,報警系統與現場需要有一定的安全距離。所以,當現場的傳感器監測到有意外情況發生時,采用無線收發裝置來給整個控制系統提供發生意外的種類、地點等具體信息。該模塊可分為發射和接收兩部分電路。
發射部分主要由編址電路、編碼電路、無線電發射電路組成。電路通過CD40147、PT2262、MAX2608這3個集成芯片實現。首先,CD40147將不同的探測器編為不同的二進制代碼,使單片機可以通過程序來判斷報警的種類與地點;然后,通過PT2262編碼,將不能直接調頻發射的數字信號轉化為中頻,再通過調頻發射芯片將報警信號發送出去。
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,解碼出來的數據送到單片機中。
2.2單片機控制中心
本系統采用單片機AT89C51作為系統的控制中心。AT89C51是一種低功耗、高性能的8位單片機,片內有一個4 kB Flash PEROM(可編程可擦除的讀存儲器)。單片機接收到由FM接收機發送來的信號,通過固化在內部ROM中的應用軟件來判斷是什么地方發生了情況,然后轉到相應的中斷處理過程。系統中,89C51要控制語音芯片的開啟、結束以及地址信息,實現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生正確的DTMF信號,完成對遠處電話機的呼叫。另外,還要能有效地判斷當前線路的狀態,如果遇到線路忙等情況時可以有相應的等待機制。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,本地的警笛可以發出連續、刺耳的聲音,起到提示或者威懾的作用。
2.3 DTMF收發電路
DTMF收發電路是實現電話線遠程通信的關鍵部分。它需實現自動撥號、忙音識別、鈴聲識別、遠程按鍵數字信號識別等功能。
系統選用INTEL微處理器接口功能較強的DTMF發送和接收器件MT8888。
MT8888與單片機及音頻放大電路組合,實現各種信號音的檢測及DTMF信號的產生,并將DTMF信號送到電話線上,實現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)模式、TEST(測試)模式以及中斷模式。DTMF模式可以發送和接收DTMF信號,完成撥號的功能;CALL模式可以檢測交換機反饋回來的各種信號音,該電路由單片機通過RS0、WR、RD、D0~D3等引腳進行控制;在中斷模式,當接收或發送了有效的音頻信號后,IRQ/CP引腳輸出低電平,產生中斷信號供給CPU,在延遲控制電壓的跳變緣將數據鎖存至輸出端;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。
電話線開關接口電路必須滿足電話入網的條件,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生的影響。同時,為了能夠達到模擬摘機掛機的功能,在變壓器與電話線之間接入了電磁繼電器作為控制開關。
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