远程监控系统的设计与实现

智能监控系统的设计与实现智能监控系统的设计与实现 有线监控系统中 通常需要进行复杂的布局布线 且不利于远 程监控 有学者研究了远程电话报警系统 1 以及对家居设备的远 程控制系统 2 参考文献 3 对电话报警和控制系统进行了初步的研 究 但其远程遥控操作主要针对的是布防及报警方面 随着人们生 活水平的提高 现代家庭既需要安全报警 也需要对家用电器设备 进行远程遥控 针对这一实际需求 本文设计了一种远程智能监控 系统 该系统利用现有的电话网 检测报警信号采用无线传输技术 控制电器设备采用遥控技术 本系统实现的主要功能是 一方面 用户可以根据需要选择安装多达 15 个检测模块 如火灾 烟雾 门 磁 红外 燃气泄漏等等 一旦发现警情立即拨打预先存储的电话 号码将发生的有关异常情况通过语音通知用户或者其他部门 保证 了报警的快速和有效性 另一方面 用户可以通过拔打电话直接遥 控家用电器等相关设备 1 1 系统组成与原理系统组成与原理 系统结构如图 1 所示 单片机选用 AT89C52 检测电路由传感 器和外围电路组成 无线发送接收选用的是 PT2262 PT2272 编解码 芯片 4 语音电路模块采用 ISD1420 芯片 5 DTMF 信号收发选用 MT8888 双音多频芯片 6 电话接口模块采用的是 PH8809 芯片 7 本系统的工作原理 当发现警情时 传感器将检测到的警情信 号通过发送模块 PT2262 无线发送 接收模块 PT2272 解码后送入单 片机 单片机的报警中断程序开始运行 调用拨号子程序按照预置号 码进行拨号 然后对电话线上的信号音进行检测 以判定电话是否 占线 待对方摘机后 调用语音模块进行相关语音报警 当没有警 情时 该系统并不影响电话机的正常使用 用户需要对家用设备进 行遥控时 首先拔通电话 系统将会提示输入控制密码 验证密码 正确后 用户可以按照提示 输入被控制电器的编号及状态编码 经过单片机识别处理 将控制信号无线发送出去 然后由无线接收 模块解码出对应的控制信号经由控制电路去控制设备的相关状态 从而实现了对设备的远程电话遥控 2 2 主要模块的软 硬件设计主要模块的软 硬件设计 2 12 1 无线检测发送模块无线检测发送模块 无线检测发送模块主要包括由各类传感器等组成的检测电路和 编码无线发送电路 编码无线发送电路如图 2 所示 其中 PT2262 的 A0 A7 为地址码 可以设成置 1 置 0 悬空三种状态 D0 D3 为数据码 可设定为 1 0 两种状态 处理模块可以根据解码到的数 据来判断报警类型或区域 当有报警信号输入时 输入高电平使得 倒相器 VT2 的集电极输出低电平 令 PT2262 的使能端有效 从 Dout 端输出编码信号 再经过 315MHz 的高频调制和功率放大输出 2 22 2 无线接收模块无线接收模块 接收模块采用超再生型接收方式 其电路原理图见参考文献 8 和 9 其中 VT 端为解码有效输出端 天线是一根长度为 23cm 的软导线 PT2272 外接的振荡电阻为 200k 可以和发射端 PT2262 外接的 1 2M 电阻配合 使得中心频率在 315MHz PT2272 地址码 A0 A7 的设置必须和编码芯片 PT2262 保持一致 PT2272 的 D0 D3 脚 为 四位解码数据输出端 与单片机的 P0 4 P0 7 连接 通过编程可以 读出解码到的数据 数据输出端还与一个四输入或非门 4002 连接 或非门的输出端接单片机中断口 INT1 2 32 3 语音控制与录放模块语音控制与录放模块 语音控制与语音录放电路如图 3 所示 当开关 S2 打到 2 时 扬声器 用于录音监视 当开关 S2 打到 1 时 从 SP 引出的语音输出信号经 过功放 LM386 驱动后 连接到 PH8809 电话接口的 20 脚 传送到电 话线上 单片机的 P0 口通过锁存器 74LS373 与 ISD1420 的地址线相 连 以控制分段录音和放音 用按键 S1 或 P2 3 控制录音 P2 6 和 P2 2 控制放音 此语音模块预先录制存储若干段系统提示音 系统 利用语音提示实现与远程用户的交流 AT89C52 根据报警或遥控的 需要 对存储语音进行寻址 并播放相应的提示音 2 42 4 DTMFDTMF 解码译码模块解码译码模块 DTMF 解码译码模块电路如图 4 所示 图中的T0 分别与 单片机上的相应管脚连接 编码的实现是 MT8888 接收单片机数据线 D0 D3 送入的二进制信号 然后由内部电路合成对应的双音频 信号 由 TONE 脚输出 解码的实现刚好相反 由电话线送进来的双 音多频信号经电容隔直后送入到 MT8888 它将接收到的 DTMF 信号变 换成对应二进制编码 然后由单片机读取 单片机通过 MT8888 将 RAM 区预存的号码拨出的软件流程图如图 5 所示 2 52 5 模拟电话接口模块模拟电话接口模块 PH8809 接口电路如图 6 所示 其中 2 4 脚连接电话线 10 脚 接一个 0 47 F 250V 的电容 通过稳压管连到 4 脚 用于检测振铃 信号 30 脚连接到单片机 P2 5 用于电话线断线检测 7 脚是摘 挂机控制端 单片机可以通过设置 P2 4 高电平摘机 低电平挂机 16 脚信号输出送到 MT8888 的输入端 17 脚用于接收 MT8888 发出的 信号并输出到电话线上 振铃信号直接连接到 INT0 中断口上 20 脚接语音录放电路的输出 2 62 6 遥控模块遥控模块 遥控所使用的无线收发模块的原理与报警的无线收发相同 本 系统设计的遥控中的无线收发模块地址必须设置相同 且不能与报 警的无线收发模块的地址冲突 单片机通过 P1 口可以控制多个遥控 发送模块 其中每个遥控发送模块对应配置四个无线接收控制模块 无线接收控制模块将其解码信号通过驱动电路来控制固态继电器的 状态 进而由固态继电器来控制电器设备的工作状态 2 72 7 主程序及中断服务程序设计主程序及中断服务程序设计 主程序主要由两个中断程序组成 主程序流程图如图 7 所示 P2 5 用来检测系统与电话线是否连接好 报警信号产生的中断 INT1 的程序流程如图 8 所示 振铃信号产生的中断 INT0 的程序流程如图 9 所示 P2 7 与一个按键连接 用于系统自检 当 INT0 管脚电平变 低时 程序需检测 P2 7 口上的电平 当为高电平时 确认中断信号 为振铃信号产生 根据以上原理设计制作了远程监控系统 供电电源为 5V 和 12V 通过稳压芯片 7805 和 7812 及相应的外围电路来实现 在语 音录放模块中将此系统所需要的所有提示语音录制 存储完毕 在 该系统的实验过程中 在检测端安装了四