家用防盗报警器的研究

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1、毕业设计家用防盗报警器的研究系 别：电子信息工程系 专 业：电子信息工程技术 摘要 随着时代的不断进步, 越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客。现在很多地方都安装了智能报警系统,因而大大提高了安全程度,有效保证了居民的人身财产安全，给我们的生活带来了诸多方便。家用防盗报警器逐渐走入了千家万户，适用于家庭、别墅、商店、仓库等地方。 在需要防范的区域（如家里的客厅、卧室、厨房、走廊，仓库，商店等）安装好探测器之后，如果有盗贼进入，探测器立即发射经数字编码的报警信号，该信号由防盗报警器主机接收，

2、并立即发出刺耳的警报声，主人可根据主机面板上的报警提示灯，明确报警地点，前往抓拿盗贼。关键词：单片机，红外，报警器，MT88881绪论1.1课题的背景与意义1.1.1课题的背景随着国家智能化小区建设的推广，防盗系统已成为智能小区的必需设备，特别是近几年，安全防范的迫切需要给家庭防盗报警系统提供了越来越广泛的市场。本文利用单片机控制技术和无线网络技术，开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统，并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。1.1.2 课题的意义在已普及的公共电话网基础上研制一种新型家用自动报警系统，这对于保障居民的生命财产安全，提高

3、公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着十分重要的意义。为此，设计这个多功能远程自动报警系统装置，它可以监测火灾、盗贼入室行窃和老年人发出的呼救信号。整个系统以单片机AT89C51为核心，结合DTMF(双音多频)远程数据传输技术，采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。1.2报警器的应用现状 报警器应用于各个领域，只要涉及到私人、群众以及国家利益的时候，防盗装置就必不可少。一般防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃

4、等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。1.3研究内容 为了研究和利用报警器，人们已经设计和制成了许多种类的报警器。总体上说，按传感器的种类分：磁控开关报警器、震动报警器、声报警器、超声波报警器、电场报警器、微波报警器、红外报警器、激光报警器和视频运动报警器。其中，红外报警器居多，那我们就来看看红外报警器是如何工作的。2报警器的工作原理2.1系统工作原理该系统主要通过一个单片机控制中心与电话网相连接。在正常情况下一直处在等待状态，监视是否有紧急情况发生。一旦有意外情况发生，通过发送中断信号驱动单片机，让它从等待状态进入报

5、警过程，从而实现远程报警。具体工作过程如下：当传感器检测到有温度的异常、气体浓度的巨大变化、红外扫描到人的红外波以及老人按下了求救按键时，通过无线收发电路传给单片机的INI1引脚，引起单片机产生中断；然后开始执行中断程序，启动拨号电路，模拟摘机，收到了交换机反馈的拨号音后，开始拨打事先设定好的电话号码，若占线则自动重拨；检测到对方已经摘机后，启动语音电路，播放事先录制好的话音，播放完毕后挂机，整个系统的功能便已完成。2.2电路设计方案整个系统分成无线发射和接收、单片机控制中心、DTMF收发电路、语音电路等5大模块。系统框图如图1所示。2.2.1无线收发装置对于类似火灾这类意外，报警系统与现场需

6、要有一定的安全距离。所以，当现场的传感器监测到有意外情况发生时，采用无线收发装置来给整个控制系统提供发生意外的种类、地点等具体信息。该模块可分为发射和接收两部分电路。发射部分主要由编址电路、编码电路、无线电发射电路组成。电路通过CD40147、PT2262、MAX2608这3个集成芯片实现。首先，CD40147将不同的探测器编为不同的二进制代码，使单片机可以通过程序来判断报警的种类与地点；然后，通过PT2262编码，将不能直接调频发射的数字信号转化为中频，再通过调频发射芯片将报警信号发送出去。具体电路如图2所示。接收部分由接收和解码两部分组成。接收部分的功能主要由调频接收芯片MAXl470来完

7、成接收功能，该芯片只需要较少的元件，使用较为方便。解码部分由PT2272完成功能，解码出来的数据送到单片机中。具体电路如图3所示。2.2.2单片机控制中心本系统采用单片机AT89C51作为系统的控制中心。AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机，片内有一个4 kB Flash PEROM(可编程可擦除的读存储器)。单片机接收到由FM接收机发送来的信号，通过固化在内部ROM中的应用软件来判断是什么地方发生了情况，然后转到相应的中断处理过程。系统中，89C51要控制语音芯片的开启、结束以及地址信息，实现芯片中存放的语音可以有选择地送到电话线上。它还要控制拨号芯片产生正确的DTMF信号，完成对

8、远处电话机的呼叫。另外，还要能有效地判断当前线路的状态，如果遇到线路忙等情况时可以有相应的等待机制。在长时间不通的情况下可以更换不同的号码多次尝试，直到有人获得报警信息为止。如果是火警、匪警，在此呼叫期问，本地的警笛可以发出连续、刺耳的声音，起到提示或者威慑的作用。具体电路见图4。2.2.3 DTMF收发电路DTMF收发电路是实现电话线远程通信的关键部分。它需实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程按键数字信号识别等功能。系统选用INTEL微处理器接口功能较强的DTMF发送和接收器件MT8888。MT8888是采用CMOS 工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率

9、稳定性高的开关电容式DA变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。MT8888芯片的引脚排列下图所示；各引脚的功能如下：IN：运放同相输入端；IN：运放反相输入端；GS：运放输出端；VREF：基准电压输出端，电压值为VDD2；Vss：接地端；OSC1：振荡器输入端；OSC2：振荡器输出端；TONE：DTMF信号输出端；：写控制端，低电平有效，与TTL兼容；片选

10、端，低电平有效；RSO：存储器选择输入端，与TTL兼容；：读控制端，低电平有效，与TTL兼容；/CP:中断信号请求端；D0D3:数据总线，在=1或 =1时，外于高阻状态，与TTL电平兼容；ESt：初始控制输出端；StGT：控制输入时间检测输出；VDD：5V电源端。MT8888与单片机及音频放大电路组合，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，实现报警和打电话共用一条线。具体电路如图4所示。图中，MT8888的DOD3分别与AT89C51的P0.0P0.3相连，RD、WR分别与AT89C51的RD、WR相连，IRQ/CP接至INT0，CS、RS0接至地址线P2.1

11、、P2.0。MT8888共有6种工作模式：DTMF模式、CALL(呼叫处理)模式、BURST(突发)模式、TEST(测试)模式以及中断模式。DTMF模式可以发送和接收DTMF信号，完成拨号的功能；CALL模式可以检测交换机反馈回来的各种信号音，该电路由单片机通过RS0、WR、RD、D0D3等引脚进行控制；在中断模式，当接收或发送了有效的音频信号后，IRQ/CP引脚输出低电平，产生中断信号供给CPU，在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端；在CALL模式，只能接收250 Hz550 Hz的信号音，在拒收或无输入时，IRQ/CP引脚输出低电平。电话线开关接口电路必须满足电话入网的条件，为此采用了

12、电话线匹配变压器与电话线交流耦合，这样可以大大地减少电话线上的支流成分对后面电路产生的影响。同时，为了能够达到模拟摘机挂机的功能，在变压器与电话线之间接入了电磁继电器作为控制开关。 2.2.4语音电路 为了便于通信，系统在呼叫用户成功时需启动播放事先录制好的报警话音电路，也就是说，整个电路还需采用语音芯片来实现语音提示和报警功能。本系统中的语音电路采用美国ISD公司的优质集成语音芯片ISD1420来实现。ISD1420的介绍：ISD1420为美国ISD公司出品的优质单片语音录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦

13、克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。录音内容存入永久存储单元，提供零功率信息存储，这个独一无二的方法是借助于美国ISD公司的专利-直接模拟存储技术（DAST TM）实现的。利用它，语音和音频信号被直接存储，以其原本的模拟形式进入EEPROM存储器。直接模拟存储允许使用一种单片固体电路方法完成其原本语音的再现。不仅语音质量优胜，而且断电语音保护。ISD1420芯片为单片语音记录、回放一体化芯片，记录时长为20 s，可划分为160小段，每段125 ms。可进行连续录音，也可进行分段录音。通过分段录音和放音，可以发出不同的警报声。当REC引脚为低电平时，实现录音功能；PLAYE引脚

14、或PLAYL引脚为低时可实现放音。具体电路如图4所示。语音电路的具体设置主要包括分段录音和分段放音。 2.3系统的软件设计与实现2.3.1主程序本程序初始地址为0000H，因此开机后自动运行，大部分工作都是在中断后完成的，所以主程序比较短，仅对MT8888进行初始化，同时写IE使得中断可以进行，然后就处于等待状态，直至INT0收到信号。2.3.2中断子程序系统功能的实现全部在中断子程序中，因此中断子程序是最重要的，它主要由拨号子程序、拨号音判断子程序、语音播放子程序、延时子程序以及电话号码表组成，其流程如图5所示。2.3.2.1拨号音检测子程序信号音的判断方法是：对T0引脚信号计数5 s，若计

15、数值位于21752357范围内，则为拨号音；若计数值位于10411212范围内，则为忙音；若计数值位于425475范围内，则为回铃音。在实际编程中，考虑到计数的误差以及程序的简化，可将范围适当放宽，但不能重叠。 2.3.2.2拨号子程序拨号子程序是实现功能最主要的程序。在程序的执行中，80C51通过MT8888将DTMF信号发送出去，即完成拨号功能，同时又应用MT8888的DTMF接收功能判断电话是否被接通。在拨号子程序中要用到其他几个子程序，其总的结构是两个循环，同一号码不同位的选择循环嵌在不同号码的选择中，整个循环只有一个出口，就是接通电话播送了警报，否则就不停地循环拨号，这与系统的功能也是相适应的。2.3.2.3其他程序其他程序包括语音播放子程序、延时子程序以及电话号码表，都较为简单。其中语音播放程序先向ISD1420的地址引脚写入在中断开始时收到的报警数据，以此数据对应相应的报警录音段(其对应的形成应该在录音时人为设定，非本部分内容)，然后向PLAYL引脚先后写入高、低电平，并维持低电平状态，ISD1420就自动将音频信号向电话接口播放。2.4结束语运用单片机控制技术和双向DTMF数据通信技术，设计出基于公共电话网的远程自动报警系统，与其他一些自动报警系统相比，具有多功能、低成本、易普及、高可靠性等突出优点，具有广泛的市场发展前景。