基于单片机和biss0001的无线监控报警系统设计

本设计旨在创建一个强大的报警系统，在紧急情况下，即使不在现场也能及时通知当事人，并自动报警。与普通报警器相比，本设计侧重于远程语音报警。只要连接适当的传感器，多功能报警系统如防盗报警、火灾报警、煤气泄漏报警等。可以形成。另外，增加了一些智能控制功能，使报警系统功能更加强大和完善，满足了人们对安全报警的需求。该系统基于电话网络，但它独立于电话，不会影响电话的正常使用。它由语音提示操作，人机交互友好。系统原理和系统框图该系统主要包括电话自动摘机和挂机电路、双音多频信号收发电路、语音提示电路、报警电路、键盘显示电路、人体信号检测电路、编码电路、无线传输电路以及以单片机控制电路为主要核心。系统结构框图如图1所示。我们将报警部分设置为系统主体的工作部分，即实时监控房间内的安全状况。软件显示主循环。当有振铃信号或设置信号时，相应的操作被中断。这里我们需要对人体红外辐射敏感和抗干扰的传感器(如小动物等)。)，所以我们选择了被动式热释电红外探测器，并用特殊的菲涅尔滤光片覆盖其辐射暴露面，从而明显控制了环境的干扰。设置部分的功能是存储报警时要拨打的号码，并设置主认证密码。为了简化系统，液晶显示屏用于显示。图1系统框图当红外人体检测电路检测到人体入侵时，编码电路对检测探头的地址进行编码，并将检测到人体入侵的探头的地址通过无线发射电路发送给无线接收电路。经中央处理器解码后，发光二极管显示报警地址，并同时发出声光报警或拨打预设电话给导演报警。信号检测电路信号检测电路主要由热释电红外探测探头SD02和红外信号处理电路组成。信号检测电路如图2所示。热释电红外传感器配有用于阻抗匹配的滤波透镜和场效应晶体管，以非接触方式检测来自人体的红外辐射并将其转换成电信号。在BISS0001中，通过运算放大器N1的前置放大和运算放大器N2的第二级放大，直流电位上升到内建电压Um，然后送到由比较器N4和N5组成的双向幅度鉴别器，检测有效触发信号Us。由于内置电压UH0.7UDD和UL0.3UDD，当UDD=5V时，1V噪声干扰可以被有效抑制。N3充当了条件比较者的角色。当输入电压Uc小于内置电压UR(0.2UDD)时，N3的输出为低，阻止了Us向更低水平的输送。然而，当UcUR发生时，N3输出处于高电平，与门N7开启。如果此时触发信号Us的上转换前沿到来，则延迟定时器可以启动，Uo输出处于高电平。选择比较器的字段值非常重要。如果字段值太低，则很容易产生误报，如果字段值太高，则灵敏度较低。图2信号检测电路在定时周期Tx中，当BISS0001的输出端2处于高电位时，晶体管VT1饱和并导通，并且其集电极处于低电位。该信号被发送到由单片机和无线传输电路组成的编码和无线传输电路，并连接到单片机的P0.0端口进行编码。单片机对探头进行编码并无线传输。在Tx结束时，BISS0001进入阻塞周期T1，其输出变为低电平，晶体管关断，其集电极为高电平。BISS0001的一个引脚(端子A)与电源相连，使信号检测电路处于重复触发状态。Tx时序间隔可由连接至BISS0001的3引脚和4引脚的电阻和电容决定。信号探测探头的仰角可在120范围内调节，实际探测距离可通过改变来调节本设计中，挪威北欧公司新推出的集发射和接收于一体的nRF401无线数据传输芯片，是一款针对433MHz ISM频段设计的真正的单芯片超高频无线收发芯片，采用了FSK调制解调技术。采用高增益天线，传输距离可达3000米。编码和无线接收和发送电路如图3所示。射频芯片的PWR_UP通过AT89C51的P2.0端口控制，使“1”表示进入正常工作模式，“0”表示进入待机模式；P2.2连接到射频芯片的控制系统，控制发送和接收频率。值“1”表示工作频率为434.32兆赫。“0”表示工作频率为433.92兆赫。2.1控制射频芯片的终端使其为“1”表示进入发射模式，“0”表示进入接收模式。图3无线接收和发送电路8880与AT89C51和语音电路的接口双音多频信号发送/接收电路采用MITEL公司引进的专用集成电路MT8880芯片，专门设计用于处理双音多频信号。它不仅具有接收和发送双音多频信号的自动拨号功能，还能检测电话干线上的拨号音、回铃音和忙音等信号音。它适合与单片机接口，外围电路简单。MT8880内置五个寄存器，即接收数据寄存器、发送数据寄存器、发送-接收控制寄存器CRA和CRB以及发送-接收状态寄存器。在本设计中，自动拨号功能仅通过使用由发送数据寄存器、发送和接收控制寄存器CRA和CRB发送的DTMF信号来实现。发送数据寄存器中的数据决定了要发送的双音频信号的频率，因此数据只能写入发送数据寄存器。两个收发控制寄存器占用相同的地址，因此是否操作CRB是根据CRA寄存器选择位的值来决定的。ISDl420语音芯片采用直接模拟存储技术，具有优异的录音回放音质和一定的混响效果。它的外围元件很简单，简单的记录和回放电路只能由简单的电阻和容器构成。不需要备用电源，信息存储时间长，不需要专门的程序员和语音开发人员；由于定位能力强，存储器可分为160段进行管理，形成125 ms的最小记录和回放时间。在本设计中，由于需要四段报警提示语音，因此在设计语音分段方法时，每段语音设置为5s，其起始地址分别为00000000B、00101000B、01010000B和01111000B。ISD1402的数据端口A3、A4、A5和A6分别连接到单片机端口扩展芯片8255的端口PB0、PB1、PB2和PB3，A0、A1、A2和A7接地，PLAYL连接到8255的引脚PB5，SP通过电容C14耦合语音信号并发送到电话接口电路。当按下开关SB1时，记录指令发光二极管点亮，同时开始记录。当有报警时，单片机控制双音多频信号发送/接收电路自动拨打电话。电话接通后，单片机根据不同检测器发出的信号，向ISD1420发出播放哪个录音段的指令和播放指令。ISD1420向电话接口电路发送语音信号。回放完成后，单片机发出挂机命令，报警完成。MT8880的d0-D3端口分别连接到8255的PA0PA3端口，CLK2端口连接到PA4端口，读写端口连接到PA5端口，RSO端口连接到PA6端口，CS端口连接到PA7端口，IRQ端口连接到主控电路处理器89C51端口，记录各种脉冲的个数。来自语音电路的信号通过R44发送到电话线。继电器K用于控制开关和挂机。晶体管的B极连接到主控制电路处理器89C51的P1.2端口。当1.2为“1”时，V2接通，继电器K关闭，电话接通。当1.2为“0”时，V2关闭，电话接通。主控电路处理器89C51的P0端口分别连接到8255的D0-D7端口，74HC373的D0-D7端口、74HC373的Q0和Q1分别连接到8255的A0和A1，89C51的P2.5、P2.6和P2.7分别连接到74HC138的端口A、B和C，74HC138的Y0连接到8255的CS端。S忙音：450.25赫兹蜂鸣音，关闭0.35秒，开启0.35秒，持续0.7秒回铃音：45025赫兹蜂鸣声，4秒钟关闭，持续5秒钟这些电话信号都是模拟信号，但单片机不能识别模拟信号，所以模拟信号必须先转换成脉冲信号，然后根据脉冲信号的脉冲数进行识别。计算这些电话音频信号的脉冲数的公式是n=TM/t，其中n是每段周期的脉冲数；t为电话音频信号的音频周期，单位为秒；Tm是信号段周期的接通时间，单位为s。在实际使用中，主要需要识别拨号音、忙音和回铃音。对这三个信号特性的分析表明，在一定的计数时间内，脉冲数是不同的。在该设计中，2s计数用于判断拨号音，2.8s(即4个忙音周期)用于判断是否是忙音。然后用ls作为计数单位，用计数五次后的累计脉冲数来判断对方是否接听电话。如果是，放相应的报警提示声音；否则，再次计数ls，然后计数最近5秒内的脉冲数，再次判断对方是否摘机。很多次了。直到超过等待时间，没有人接电话，挂断电话。由于干扰等因素的存在，不可避免地会出现误判和漏警。因此，当所有预设电话中的至少一个被拨打时，采用仅拨打一次。如果所有的电话都被拨打或者没有人接听，所有预存的电话都将被重新拨号，因此错过报警的概率非常低，可以忽略不计。2软件流程图和拨号程序自动拨号程序的流程图如图4所示。3编程中应注意的几个问题首先，传输部分的主体是8880的双音多频发生器。它产生所有16个标准双音频信号，失真小，精度高。这些频率都是由3.579545兆赫晶体振荡器分频产生的。该电路由数字频率合成器、行/列可编程分频器和开关电容数模转换器组成。行和列的单音正弦波被混合和滤波以产生双音频信号。通过DTMF编解码器表将编码数据写入MT8880发送寄存器会产生单独的fLOW和fHIGH。一旦出现编码错误，拨号将会失败。因此，在编程过程中应该小心。其次，摘机后要经过一段时间的延时才能判断摘机声音，因为系统采用机械继电器实现自动摘机，所以要考虑继电器的响应时间。最后，在拨打一个电话号码后，一个电话号码不能立即拨打。应确保最短的有效挂断时间，以确保之前的电话号码确实已挂断。否则，拨打下一个电话号码时将没有拨号音。图4拨号子程序的流程图结论系统的编解