一種簡單實(shí)用的電話報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

0引言

目前,采用電話線作為傳輸媒體的遠(yuǎn)程監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)很多，相關(guān)的研究也較多[1，2]。此類系統(tǒng)一般由用戶端的報(bào)警裝置和報(bào)警受理中心的接收裝置、微機(jī)等組成。報(bào)警器完成自動(dòng)摘機(jī)、撥號(hào)、電話信號(hào)音的判斷以及數(shù)據(jù)的傳送，由接收端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)摘機(jī)、信號(hào)解調(diào)及解碼，這些系統(tǒng)要求可靠性高、性能穩(wěn)定。報(bào)警監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器接收用戶終端的報(bào)警信息后，利用電信部門提供的來電顯示業(yè)務(wù),通過適當(dāng)?shù)木幊炭商崛‰娫捥?hào)碼、報(bào)警日期、時(shí)間等信息，根據(jù)這些信息還可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出更多的用戶信息，這樣可以簡化接收端的硬件電路、降低成本、提高可靠性，同時(shí)可以做到使值班人員了解更多的報(bào)警信息，也可供日后查詢。本文設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)簡單實(shí)用，計(jì)算機(jī)軟件采用可視化軟件VB編程后，監(jiān)控端操作變得更為方便且功能豐富。本報(bào)警系統(tǒng)可應(yīng)用于派出所、儲(chǔ)蓄所、連鎖超市等部門。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

圖１ 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

報(bào)警探頭有信號(hào)輸出時(shí)，報(bào)警器驅(qū)動(dòng)摘機(jī)電路進(jìn)行模擬摘機(jī)，并檢測電話線有沒有撥號(hào)音，若沒有撥號(hào)音，則掛機(jī)后重新摘機(jī)，直到有撥號(hào)音為止。有撥號(hào)音就撥報(bào)警受理中心電話號(hào)碼，若撥號(hào)后檢測到忙音，則掛機(jī)5秒中后重新摘機(jī)撥號(hào)，直至撥通為止。電話撥通后終端交換機(jī)在第一次振鈴和第二次振鈴間隔期間，將主叫號(hào)碼信息以FSK方式（或DTMF方式）傳送給被叫用戶（報(bào)警受理中心）終端設(shè)備。受理中心接收兩次振鈴音后自動(dòng)摘機(jī)，報(bào)警端檢測到受理中心的摘機(jī)信息后發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)驅(qū)動(dòng)監(jiān)聽電路，向線路發(fā)出現(xiàn)場監(jiān)聽信號(hào)。報(bào)警端檢測到接警中心掛機(jī)信息后進(jìn)行掛機(jī)并結(jié)束報(bào)警。受理中心PC機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器接收主叫號(hào)碼信息后發(fā)出報(bào)警聲，并在PC機(jī)顯示器上顯示用戶名稱、編號(hào)、單位、地址等信息。對(duì)現(xiàn)場聲音可以一邊監(jiān)聽一邊進(jìn)行錄音。監(jiān)聽結(jié)束后掛機(jī)。接收?qǐng)?bào)警后將所有信息及錄音內(nèi)容儲(chǔ)存起來，便于管理和以后的調(diào)用。

1.2報(bào)警器結(jié)構(gòu)圖

報(bào)警器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖２ 報(bào)警器結(jié)構(gòu)圖

由單片機(jī) AT89C2051的 P1.4～P1.7檢測報(bào)警信號(hào)，當(dāng)報(bào)警信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，置P3.5為低電平驅(qū)動(dòng)摘機(jī)電路,通過MT8888進(jìn)行信號(hào)音檢測和撥號(hào),當(dāng)檢測有受理中心摘機(jī)信號(hào)

時(shí)，以DTMF方式輸出報(bào)警類型、探頭位置的編碼，當(dāng)檢測到被叫用戶掛機(jī)信號(hào)（催掛音）時(shí)立即掛機(jī)，結(jié)束報(bào)警。

2 系統(tǒng)硬件

2.1摘掛機(jī)與通話電路

電路原理圖如圖3所示。

圖3　摘掛機(jī)與通話電路原理圖

通過Q3和繼電器J實(shí)現(xiàn)電話的摘掛機(jī)控制，T1為1﹕1隔離耦合變壓器，傳輸電話線路信號(hào)音和DTMF信號(hào)以及監(jiān)聽信號(hào)。由R2和T1初級(jí)組成模擬摘機(jī)直流負(fù)載，摘機(jī)電流為30mA。用穩(wěn)壓管ZD1限幅摘掛機(jī)時(shí)T1次級(jí)上產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)。

2.2信號(hào)音檢測與撥號(hào)電路

電路原理圖如圖4所示。

圖4 信號(hào)音檢測與撥號(hào)電路原理圖

MT8888是一種具有同Intel微處理器兼容接口的功能較強(qiáng)的雙音多頻發(fā)送和接收器件[3]，利用它可實(shí)現(xiàn)DTMF數(shù)據(jù)收發(fā)與信號(hào)音的判斷功能。DTMF發(fā)送比較簡單，本文不再說明。圖中的D0～D3 接AT89C2051的P1.0～P1.3。MT8888的IRQ/CP端與AT89C2051的T0連接，IRQ/CP端輸出同TONE端輸入的正弦波一一對(duì)應(yīng)的方波，記方波的個(gè)數(shù)即可判斷各種信號(hào)音。當(dāng)判斷信號(hào)音時(shí)，MT8888設(shè)置為信號(hào)音判斷模式（CALL模式），然后啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)器對(duì) IRQ/CP端輸出的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，因?yàn)榛剽徱魹?秒通4秒斷的信號(hào)所以記數(shù)時(shí)間為5秒。又因?yàn)閾芴?hào)音為450Hz連續(xù)信號(hào)，忙音為0.35秒通0.35 秒斷,回鈴音為1秒通4秒斷,如果計(jì)數(shù)值大于2050小于2450（450*5=2250）則為撥號(hào)音,計(jì)數(shù)值 925～1325（450*5/2=1125）為忙音,250～650(450*1=450)為回鈴音，催掛音為連續(xù)的950Hz正弦波，所以記數(shù)值大于 4000。記數(shù)值的范圍可以適當(dāng)調(diào)整，本文采用了上下200個(gè)誤差。當(dāng)要發(fā)送DTMF信號(hào)時(shí)，將MT8888設(shè)置為DTMF發(fā)送模式。

2.3接收部分

接收終端用一塊支持來電顯示的調(diào)制解調(diào)器來接收?qǐng)?bào)警終端的電話號(hào)碼以及各種信息。選擇調(diào)制解調(diào)器時(shí)要確認(rèn)是否具有來電顯示功能，判斷不出時(shí)可利用 AT命令進(jìn)行以下判斷。安裝好調(diào)制解調(diào)器后運(yùn)行WINDOWS自帶的超級(jí)終端通信軟件建立同調(diào)制解調(diào)器的通信，此時(shí)要注意選擇好所連調(diào)制解調(diào)器的串行口。首先輸入ATI0命令并確認(rèn)調(diào)制解調(diào)器的回應(yīng)，若有回應(yīng)（如56000代表是56K MODEM）就說明已同調(diào)制解調(diào)器建立好正常通信。再發(fā)送AT+VCID=？命令，若調(diào)制解調(diào)器回復(fù)是+VCID: 0,1,2就說明此調(diào)制解調(diào)器具有來電顯示功能，若回復(fù)是ERROR則說明不具有來電顯示功能需要換一個(gè)調(diào)制解調(diào)器。國內(nèi)使用的大部分交換機(jī)數(shù)據(jù)傳送采用 FSK方式，有些交換機(jī)采用DTMF方式。

3 系統(tǒng)軟件

包括單片機(jī)編程和接收端編程。

接收端編程簡介如下：

計(jì)算機(jī)軟件可用VB進(jìn)行設(shè)計(jì)，用VB實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)以及微機(jī)與調(diào)制解調(diào)器的串行通信。設(shè)計(jì)關(guān)鍵為來電信息的捕捉。同調(diào)制解調(diào)器的通信使用 Microsoft通信控件MSComm。對(duì)于調(diào)制解調(diào)器的操作要用AT命令去實(shí)現(xiàn)，編程時(shí)要參考關(guān)于AT命令的有關(guān)資料，工作時(shí)首先要將調(diào)制解調(diào)器所對(duì)應(yīng)的串行口打開，如MSComm1.PortOpen = True，然后要使調(diào)制解調(diào)器工作在可接收FSK信號(hào)的模式，如MSComm1.Output = "at+vcid=1" + Chr(13)其中at+vcid=1表示啟用呼叫者標(biāo)識(shí)，此命令使調(diào)制解調(diào)器工作在帶格式的呼叫者報(bào)告模式。完成上述設(shè)置后即可從調(diào)制解調(diào)器所對(duì)應(yīng)的串行口接收來電顯示信息，調(diào)制解調(diào)器接收的來電顯示信息的格式為“DATE = 月日回車換行TIME = 時(shí)分回車換行NMBR = 電話號(hào)碼回車換行”，故編程時(shí)將其中的電話號(hào)碼提取出即可。接收采用Mscomm控件的OnComm事件來接收，所接收數(shù)據(jù)類型為Byte型。根據(jù)提取出的電話號(hào)碼，從事先建立好的數(shù)據(jù)庫中調(diào)出詳細(xì)的報(bào)警信息并顯示到PC機(jī)顯示器上，如日期、時(shí)間、報(bào)警地點(diǎn)、聯(lián)系人、聯(lián)系電話等信息。如有必要還可以制作電子地圖，將報(bào)警地點(diǎn)顯示出來。

4 結(jié)論

本文介紹了一種利用公用電話線作為傳輸媒介的簡單可靠、使用方便的報(bào)警系統(tǒng)。在監(jiān)控端利用VB編程，從來電顯示信息中提取報(bào)警電話號(hào)碼后，可在PC機(jī)顯示器上顯示報(bào)警的詳細(xì)信息。本系統(tǒng)功能豐富、操作方便，具有較強(qiáng)的使用價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王芳 等，住宅防火智能電話報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，32（3）：121～123

[2] 王萍，林善明，劉玉宏.單片機(jī)控制MODEM實(shí)現(xiàn)電話遠(yuǎn)程報(bào)警[J]，微計(jì)算機(jī)信息，2002，18（8）

[3] 溫強(qiáng)，賴志昌，王麗慧. 雙音多頻發(fā)送接收器MT8888及其應(yīng)用，自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2000（2）：47～51

[4] William buchanan. PC接口通信與Windows編程[M]，北京：中國電力出版社,2001.