基于单片机智能无线防盗报警系统的设计

1、智能无线防盗报警系统的设计郑海春1 姜玥2(1.西华大学电气信息学院,四川成都 610039 2.西南民族大学计算机科学与技术学院,四川成都 610041Design of Intelligent Wireless Anti-theft Alarm SystemZHENG HAICHUN1 JIANG YUE2Abstract: An intelligent wireless anti-theft alarm system is designed which makes use of SCM and wireless data transfer technology and is based

2、on Public Switched Telephone Network(PSTN. The system will start alarm signals and automatically dial remote alarms by the pre-set telephone number when emergency situations occur.The system is simple, faithfull and economical.It has a strong practical value and a wide market future.Keywords: wirele

3、ss; anti-theft alarm; sensor; detection摘 要基于公用电话网,利用单片机和无线数据传输技术设计了智能无线防盗报警系统。系统在有警情发生时启动报警信号,并按预设的电话号码实现远程的自动拨号报警。实践证明,本系统结构简单、可靠性高、成本低,具有很强的实用价值和广阔的市场前景。关键词:无线;防盗报警;传感器;探测中图分类号:TP212 文献标识码: B1 引言随着智能住宅(Smart Home在中国的发展,防盗报警系统已成为保障小区安全的必备设备。本文运用传感器探测、双音多频远程数据传输(DTMF以及单片机控制技术设计出一种智能无线防盗报警系统。当遇到盗情时,该

4、系统可通过电话网络自动发出语音求救信号,达到保障小区安全的目的。2 总体方案设计 图1 报警器主机结构框图本系统主要由防盗探测器和报警器主机组成,图1为报警器主机的结构框图。防盗探测器是由红外与微波探测器组成的双鉴探测器。防盗探测器安装在用户家里需要防范的部位,例如门窗、厨房,卧室等,报警主机放在家里比较隐蔽的区域。用户可以通过键盘启动监控器。只要有人在探测范围内经过,而他又不能在规定的时间内输入正确的密码进行撤防,防盗探测器便会立即向报警器主机发出报警信号。接到警情事件后,报警器主机立即进行确认(多次巡检中断信号,确认无误后,从EEPROM中读出相应的报警电话号码,通过双音多频拨号芯片自动拨

5、打用户预先设置好的报警电话号码(如手机号码,办公室号码进行远程拨号报警。待对方摘机后,启动语音电路,将预先录制好的语音信息通过电话线传给对方,通知对方发生警情,同时自动记录并显示警情信息,以备查询。如果对方没有摘机,就连续拨打三次,并进行现场警铃报警。3 系统硬件电路设计3.1 防盗探测器电路设计防盗探测器是由红外与微波探测器组成的双鉴探测器,较之以往的微波或红外单信号探测器,其误报率明显下降。微波探测器用于探测在防范空间内的任何运动物体。在微波段,当以一种频率发射时,在微波能量覆盖的范围内,如果有物体移动,将会以另一种频率反射,这样发射频率和反射频率有一个频率差异产生。图2为微波探测器的电路

6、图。当有人在该微波防护区内移动时,振荡频率和幅度发生相应的变化。根据多普勒效应,该波动的频率与物体运动的快慢有关,而幅度与距离有关。混频后高频信号因为过高而失去作用,剩下微弱的低频信号经U1作前级放大,10uF电容与7.5K电阻构成充电电路,充电电压作为第一级比较器U2的基准电压,同时实现延时功能,即只有前级放大电压高于该参考电压时,输出才为高电平。此时,Q4导通,最后信号经U3,U4构成的窗口比较器比较后输出探测到的信号。该电路可以工作在较宽的电压范围内,当检测到异常信号时为高电平。 图2 微波探测器电路图红外和微波两种探测器输出的信号经74F00与非门输入到PT2262芯片进行相应的编码,

7、再通过无线发射模块调制发射出去。编码时PT2262芯片的地址脚设定应该和报警器主机中的解码芯片PT2272相同。解码芯片PT2272与单片机AT89S51相连,且通过拨码器设定无线接收模块的地址码,将无线接收模块接收的报警信号进行解码后获得的数据传送给单片机。3.2 自动拨号电路设计电话双音频编解码集成电路采用双音多频拨号芯片MT8888,实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生,并将DTMF信号送到电话线上。在无警情况下,本部分电路和电话机是断开的,因此不会影响到电话机的正常使用。 图3 MT8888自动拨号电路MT8888与AT89S51的接口电路如图3所示。它的接收部分采用单端输入,由C

8、4、R6和R5组成,其输入电压增益为R5/R6=1,通过改变R5可调节输入信号的增益。它的发送部分由C6、R8、C5和CY2构成,其中CY2为3.5795MHz的晶体振荡器,负责产生全部16种标准双音信号。它的控制部分由R9和C8构成。DTMF IN和DTMF OUT与电话接口电路相连。3.3 ISD1420语音录放电路设计 图4 语音录放电路图图4为语音录放电路图。当系统处于录音状态时,RECLED引脚端口被置为低电平,此时发光二极管LED被点亮,提示录音开始,当录音结束时,LED熄灭。所要播放的语音信号从麦克输入,经MIC和MIC REF引脚输入芯片内部的放大器放大,放大后的输出信号从模拟

9、输出端ANA OUT输出,再经电容C11耦合至模拟输入端ANA IN再一次放大,经放大后的音频信号从SP-输出推动扬声器发音。SP+和电话接口电路相连,以送出语音信号。3.4 电话接口电路设计因为平时电话外线连在用户话机上,系统与电话线断开,只有当需要报警时,系统才接上电话外线,这样系统才不会影响到电话的正常使用;另外,拨号电路、语音电路输出的音频信号均需要通过电话外线送出。电话接口电路完成以上功能,电路原理图如图5所示。模拟摘挂机由J1继电器吸合配合实现,J1与单片机P1.7口相连。模拟挂机时,工作于截止状态。当单片机发出模拟摘机命令时,P1.7变为高电平,三极管由截止变为饱和,继电器工作,

10、触点闭合,200欧电阻接入电话网,实现模拟摘机操作。语音电路的接通由继电器J2吸合配合实现,J2与单片机P1.4口相连。平时,DTMF IN和DTMF OUT接入电话回路,以进行自动拨号,当拨号完毕而且送回的信号音为对方摘机音时才进行语音提示,这时,单片机发出送语音命令,Pl.4变为高电平,三极管由截止变为饱和,继电器工作,触点闭合,SP+,SP-接入电话回路中,语音被送出。 图5 电话接口电路图3.5 断线检测电路设计为防止电话线路故障或人为损坏而导致不能电话报警,作为一种补救措施,本系统加入了断线检测电路。本系统的断线检测电路有两个,一个是由整流桥和9018构成的高输入阻抗检测电路,用于平

11、时检测电话外线的线路电压,是主机自检的一部分。此电路应满足电话机入网要求,保证外线泄露电流在15mA以下。另一个是由光耦4N33构成,外线电压送到4N33的B端,若电话报警时外线突然被剪断,则C端跳变为高电平,此时单片机将由电话报警方式自动转换为警铃报警方式,起到双重保护的目的。4 系统软件设计智能无线防盗报警系统的软件部分采用模块化设计,分为主控模块、摘挂机模块、拨号模块、语音模块、键盘输入模块、密码校验修改模块。5 结论本系统的防盗探测器信号线易受空间电磁波的干扰,会导致误报。因此,实际电路设计时应对信号进行特殊处理,如硬件上设置滤波电路、信号的上拉或下拉处理电路,或采用比较器进行处理。同

12、时在软件上设计多次检测程序,以确保既无误报,也无漏报,从而提高系统的可靠性。实践证明,本系统结构简单、可靠性高、成本低,具有很强的实用价值和广阔的市场前景。参考文献:1 崔维群,孙启法等.电缆防盗报警器的设计与实现J.微计算机信息,2006,6-2:61-62.2 郭占龙.基于单片机的智能家居控制系统的设计J.微计算机信息,2007,2-2:115-116.3 李朝青.PC机与单片机数据通信技术M. 北京:北京航空航天大学出版社,2000.3.4 温强等.双音多频发送接收器MT8888及其应用J.自动化技术与应用,2000,(2:47-51.5 杨峰等.新型DTMF信号收/发芯片MT8888及

13、其应用J.现代电子技术,2003,6:89-91.6 王南阳.ISD1400系列单片永久性语音录放电路J.国外电子元器件,2003,11:65-68.作者简介:郑海春(1977-,男(汉族,四川成都人,西华大学电气信息学院讲师,硕士,主要从事测控技术与仪器的教学和研究工作。Biography:Zheng Haichun(1977, male, Sichuan Chengdu, Lecturer of Institute of Electrical & Information Engineering, XiHua University, Master, Mainly engaged in teac