基于GPRS 和數(shù)字無線的嵌入式報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要： 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境安全狀況實(shí)時(shí)的監(jiān)控以及在發(fā)生警情時(shí)能自動(dòng)撥號(hào)進(jìn)行語音提示或發(fā)送報(bào)警短信， 設(shè)計(jì)了一種基于GPRS 和數(shù)字無線技術(shù)的嵌入式電話報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)以SoC（ 在片系統(tǒng)） 單片機(jī)C8501F020 為控制與處理核心， 并利用2. 4 GHz 數(shù)字無線傳輸技術(shù)連接傳感器， 接收傳感器采集的信號(hào)， 對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)， 該系統(tǒng)結(jié)合GPRS短信功能和固定電話網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的可靠傳遞和遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了終端界面， 可方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置密碼或預(yù)置報(bào)警電話號(hào)碼， 以及生成和查詢系統(tǒng)報(bào)警日志。

　　報(bào)警系統(tǒng)作為智能家居的一個(gè)重要組成部分， 正在日常生活中起著越來越重要的作用。當(dāng)今常用的報(bào)警系統(tǒng)都是通過單片機(jī)控制固定電話網(wǎng)絡(luò)傳輸警情， 穩(wěn)定性和可靠性都比較低， 而且人機(jī)交互困難， 操作復(fù)雜， 這就直接削弱了它在實(shí)際生活中的應(yīng)用價(jià)值， 所以報(bào)警系統(tǒng)急需進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)和優(yōu)化， 以推進(jìn)其發(fā)展 。

　　本文設(shè)計(jì)了一種以增強(qiáng)型單片機(jī)為控制核心， 結(jié)合傳感技術(shù)、數(shù)字無線技術(shù)、GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、固定電話網(wǎng)絡(luò)、嵌入式技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)。相對(duì)以往電話報(bào)警系統(tǒng)， 該系統(tǒng)以GPRS 短信功能彌補(bǔ)固定電話報(bào)警的缺陷， 在功能上和性能上都進(jìn)行了加強(qiáng)和完善， 提高了穩(wěn)定性和可靠性， 而且改善了人機(jī)交互接口， 簡(jiǎn)化用戶管理系統(tǒng)時(shí)的操作。

　　1 系統(tǒng)概述

　　該系統(tǒng)采用增強(qiáng)型單片機(jī)作為系統(tǒng)的處理器， 提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性， 盡量減小系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)率。系統(tǒng)通過煤氣、煙霧、門磁、紅外、超聲波等多路傳感器的協(xié)同工作， 對(duì)環(huán)境的安全狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合固定電話網(wǎng)絡(luò)和GSM 網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)火災(zāi)、盜情和各種緊急情況的語音報(bào)警和短信提示。該系統(tǒng)還為用戶提供了易于操作的計(jì)算機(jī)終端界面， 降低用戶管理與設(shè)置的操作復(fù)雜度。此外， 系統(tǒng)還設(shè)有報(bào)警日志， 用戶通過系統(tǒng)終端界面輸入口令并驗(yàn)證成功后可選擇日期查看當(dāng)天系統(tǒng)報(bào)警日志， 在一定程度上實(shí)現(xiàn)了報(bào)警取證。系統(tǒng)主要有6 項(xiàng)具體功能：

　　（ 1） 數(shù)字無線技術(shù)與傳感技術(shù)結(jié)合， 實(shí)時(shí)監(jiān)控家庭環(huán)境安全狀況；

　?。?2） 中央控制器接收到報(bào)警信號(hào)后， 通過固定電話網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)撥打預(yù)置電話號(hào)碼進(jìn)行語音報(bào)警或通過GPRS 通信模塊發(fā)送短信提示；

　?。?3） 具有自動(dòng)摘機(jī)和DT MF 解碼功能， 用戶可以撥打電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)， 如： 報(bào)警預(yù)處理、解除系統(tǒng)報(bào)警監(jiān)控；

　?。?4） 通過系統(tǒng)終端界面或系統(tǒng)鍵盤進(jìn)行設(shè)置或修改密碼、預(yù)置或修改電話號(hào)碼；

　　（ 5） 記錄和查詢報(bào)警日志；

　　（ 6） 斷線檢測(cè)功能， 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)到電話網(wǎng)絡(luò)的連接異常。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案

　　該系統(tǒng)以單片機(jī)C8051F020 最小系統(tǒng)為核心控制電路， 減小單片機(jī)的電磁輻射對(duì)數(shù)字無線電路造成的干擾， 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。傳感器組和數(shù)字無線收發(fā)模塊組成環(huán)境監(jiān)控電路， 監(jiān)測(cè)環(huán)境安全狀況。GPRS 通信模塊和DT MF 雙音多頻編解碼電路組成系統(tǒng)的報(bào)警信息傳輸通道。GPRS 通信模塊通過GSM 網(wǎng)絡(luò)， 向用戶手機(jī)發(fā)送短信， 傳遞報(bào)警信息。DT MF 雙音多頻編解碼電路通過固定電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)和遠(yuǎn)程控制。電話接口電路包括斷線檢測(cè)電路、振鈴檢測(cè)電路、自動(dòng)摘機(jī)電路， 實(shí)現(xiàn)斷線檢測(cè)、振鈴檢測(cè)、自動(dòng)摘機(jī)。語音電路則用于報(bào)警提示音存儲(chǔ)和放音控制。圖1 為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖