智能無線防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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隨著國家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。本文運(yùn)用單片機(jī)控制技術(shù)和射頻無線通信技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的傳感器，開發(fā)出一種智能無線防盜系統(tǒng)。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/21461.htm1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
該無線防盜報(bào)警系統(tǒng)主要由傳感器和報(bào)警器組成。圖1為報(bào)警器電路組成框圖。
若某個(gè)傳感器檢測到相應(yīng)的報(bào)警信號后，將該報(bào)警信號傳送給無線編碼芯片pt2262，pt2262將自身的地址碼和數(shù)據(jù)碼進(jìn)行編碼后通過射頻發(fā)射電路發(fā)射出去。當(dāng)報(bào)警器上的射頻接收模塊接收到該無線信號后，將其進(jìn)行放大后送入無線解碼芯片pt2272，pt2272將自身的地址碼和接收信號中的地址進(jìn)行比較，只有兩者連續(xù)兩次比較相同時(shí)，pt2272向外輸出vt信號將cpu中斷，并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。cpu在收到該中斷信號后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果該數(shù)據(jù)是遙控器上的撤防鍵，則cpu進(jìn)入撤防狀態(tài)，此時(shí)。報(bào)警器對除煙霧傳感器、可燃?xì)怏w傳感器外的報(bào)警信號均不予理睬；如果接收到的是紅外傳感器的報(bào)警信號．則報(bào)警器向用戶播放家里有小偷的提示語音。以便用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。?dāng)用戶掛斷電話后．報(bào)警器將此傳感器報(bào)警時(shí)間進(jìn)行記錄，如果同一個(gè)傳感器的下一次報(bào)警距此次報(bào)警的時(shí)間間隔大于用戶設(shè)定的報(bào)警間隔，則報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，否則報(bào)警器不進(jìn)行響應(yīng)。
2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 無線接收及其解碼電路
超再生無線電接收器可以用簡單的電路完成無線電信號的接收和檢波，同時(shí)他還具有很強(qiáng)的信號放大能力，在無線電遙控電路中有著廣泛的應(yīng)用。我們采用了超再生無線電接收器電路來實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。
無線接收模塊wrx將pt2262發(fā)出的無線信號接收并解調(diào)后送入pt2272的輸入端，pt2272將接收到的信號中的地址碼和本身的地址碼進(jìn)行比較，如果連續(xù)兩次比較正確后向外輸出vt信號，并將接收到的數(shù)據(jù)碼進(jìn)行鎖存，從d3～d0口輸出。連接在osc1和osc2中間的電阻是用來調(diào)整pt2272的時(shí)鐘頻率的，他必須和pt2262的時(shí)鐘頻率相匹配，常用的有270 khz／1．5 mhz，680 khz／3．3 mhz，820 khz／4．7 mhz。
2．2 dtmf收發(fā)電路
電話機(jī)的撥號信息是通過dtmf(雙音多頻)信號傳送的，報(bào)警器的指令輸入需要由電話機(jī)按鍵輸入，所以報(bào)警器內(nèi)置dtmf接收電路。dtmf部分接收電路如圖3所示。
當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，報(bào)警器需要自動(dòng)撥打預(yù)設(shè)的電話號碼，因此增加了dtmf發(fā)送電路，見圖3。ht9200a是串行輸入的dtmf產(chǎn)生芯片。當(dāng)需要進(jìn)行撥號時(shí)，cpu將ce信號設(shè)置為低電平，此時(shí)ht9200a時(shí)鐘開始起振，準(zhǔn)備工作。然后cpu在時(shí)鐘的下降沿，將要撥打的電話號碼的5個(gè)比特的二進(jìn)制碼送入ht9200a。當(dāng)ht9200a接收到5個(gè)比特之后，就根據(jù)其對應(yīng)的數(shù)據(jù)向外部送出dtmf信號。例如要撥"1"，則需要依次送出"10000"，要讓ht9200a停止向外發(fā)送dtmf信號，可向其送出"11111"的數(shù)據(jù)。在撥號時(shí)，一個(gè)號碼的持續(xù)時(shí)間必須在50
ms以上，號碼之間的間隔也必須保持50 ms以上。
2．3 自動(dòng)摘機(jī)及斷線檢測電路
當(dāng)報(bào)警器接收到報(bào)警信號時(shí)，需要撥打預(yù)先設(shè)定的電話號碼，因此必須進(jìn)行電話機(jī)的控制。自動(dòng)摘掛機(jī)及電話線斷線檢測電路如圖4所示。
當(dāng)電話線連接正常時(shí)，電話線上的電壓約為40 v左右，此信號經(jīng)整流后送入q6的基極，使得q6導(dǎo)通，此時(shí)line_break信號一直為低電平，當(dāng)電話線斷開時(shí)，q6基極電平下降為o
v，此時(shí)q6截至，line_break信號變?yōu)楦唠娖健?
2．4 監(jiān)聽電路
監(jiān)聽電路由音頻放大電路和高通濾波器組成，如圖5所示。在監(jiān)聽時(shí)，由麥克風(fēng)收集到的聲音信息通過電容c1耦合到運(yùn)放u1a的反向輸入端，u1a為負(fù)反饋運(yùn)放電路，r3為反饋電阻，其放大倍數(shù)為-r3／r2，r4和r5組成分壓電路，使得u1a虛地電壓為vcc/2。c4將u1a的輸出耦合到u1b。u1b為帶有放大功能的高通濾波器，其放大倍數(shù)為1+r8/r7。我們選擇合適的電阻，使得u1a的放大倍數(shù)為100倍，u1b的放大倍數(shù)為50倍。經(jīng)實(shí)際測試，在選擇監(jiān)聽時(shí)，很微小的聲音都可以很清楚地聽見。
報(bào)警器里可能會(huì)混有市電50 hz干擾，為了濾除這種干擾，在電路中增加了由u1b組成的高通濾波器。濾除掉的低頻部分不會(huì)對監(jiān)聽到的聲音信號產(chǎn)生影響。經(jīng)過實(shí)際測試，該電路效果非常好。
2．5 微控制器電路
由于報(bào)警器要求有報(bào)警時(shí)不可漏報(bào)，沒有報(bào)警時(shí)不能誤報(bào)，因此要求該報(bào)警器工作非常穩(wěn)定可靠，而且斷電后信息不丟失。我們選用了飛利浦公司的p89lpc932a1芯片作為主控芯片。其主要特性包括：
8 kb可擦除flash程序存儲(chǔ)器；256bram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，512 b附加片內(nèi)ram，可省去外部ram；512 b用戶數(shù)據(jù)e2prom存儲(chǔ)器，可用來存放器件序列碼及設(shè)置參數(shù)；2個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器；在同一時(shí)鐘頻率下，其速度為標(biāo)準(zhǔn)80c51器件的6倍，只需要較低的時(shí)鐘頻率即可達(dá)到同樣的性能，降低了功耗和emi；內(nèi)部包括看門狗電路，其具有獨(dú)立的振蕩器。
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
在軟件設(shè)計(jì)中，選用smallrtos操作系統(tǒng)。他是一種源代碼開放的、對硬件系統(tǒng)要求較低的、可應(yīng)用在5l系列單片機(jī)上的小型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。其最多可管理16個(gè)任務(wù)，按照任務(wù)的優(yōu)先級執(zhí)行任務(wù)，總是執(zhí)行優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)，允許中斷嵌套，最多可嵌套255層中斷。并且smallrtos的ram需求很小，在不需要外部ram的情況下也可使用。
軟件采用定時(shí)器0作為系統(tǒng)時(shí)鐘，每隔10ms進(jìn)行任務(wù)切換，執(zhí)行優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)，該軟件系統(tǒng)共有5個(gè)任務(wù)，按其任務(wù)優(yōu)先級高低分別是：
feeddog：喂狗程序，每隔1.5s運(yùn)行一次，看門狗溢出時(shí)間設(shè)置為2.62s；
radioproc：遙控器或者探頭發(fā)出的無線電信號時(shí)的程序，他根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)碼進(jìn)行相應(yīng)的判斷，并根據(jù)需要向dial任務(wù)發(fā)送信號，通知其下一步的操作。
dial：當(dāng)接收到報(bào)警信號時(shí)，撥打用戶設(shè)置的電話號碼，當(dāng)用戶接通電話后，向用戶播放用戶預(yù)先錄制的錄音，當(dāng)用戶未接聽電話時(shí)，重復(fù)多次進(jìn)行撥打。
monitorline：對電話線進(jìn)行檢測的任務(wù)，每隔1s進(jìn)行電話線的檢測，當(dāng)處于設(shè)防狀態(tài)并且電話線斷開時(shí)，打開警笛進(jìn)行現(xiàn)場報(bào)警。
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