基于MCU的家庭防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

從實際出發(fā)，設(shè)計一種家庭用、與電話線連接、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠的遠(yuǎn)程智能防盜報警裝置。

當(dāng)人們外出時，往往希望實施自動監(jiān)測報警以使家庭財產(chǎn)免受損失。針對這一需求，研制出了一系列自動報警系統(tǒng)，如門磁式、觸摸式和紅外線監(jiān)測自動報警系統(tǒng)等。本文將介紹的遠(yuǎn)程智能防盜報警裝置，可同時監(jiān)視多個重要點（如門、窗等），發(fā)現(xiàn)盜情及時撥叫號碼，并能利用普通電話線進行告警信號呼叫，其性能穩(wěn)定可靠，實用性、適用性強，且具有較高的靈活性。

基本工作原理

如圖1所示，遠(yuǎn)程智能防盜報警裝置由信號檢測電路、復(fù)位電路、電話號碼輸入電路、89C51單片機、語音電路、模擬摘機掛機電路、DTMF編碼發(fā)送電路、鈴流信號檢測電路和忙音信號檢測電路等構(gòu)成。

DTMF編碼發(fā)送電路送出的是由用戶經(jīng)電話號碼輸入電路預(yù)先設(shè)定好并存儲在CPU中的電話號碼，該號碼可隨意設(shè)置，可以是市內(nèi)程控電話（如單位電話或110等）、手機或?qū)ず魴C等。

當(dāng)信號檢測電路測到有人闖入時，即發(fā)出觸發(fā)信號作為報警信號，經(jīng)放大送入CPU。CPU延時10s，若是主人進入，則可在這10s內(nèi)利用復(fù)位電路使CPU初始化，否則準(zhǔn)備報警。CPU首先檢察鈴流信號檢測電路的輸出情況，若輸出為一高電平，則說明用戶電話機振鈴，不能摘機撥號，需進行延時處理，只有當(dāng)輸出為低電平時，CPU指示模擬摘機電路摘機，發(fā)送DTMF電話號碼，呼叫預(yù)設(shè)的受話方。這時就會有兩種情況出現(xiàn)：受話方占線和受話方振鈴。若出現(xiàn)第一種情況，系統(tǒng)進行模擬掛機、延時后再摘機撥號；如果受話方振鈴、摘機，即開始發(fā)送錄制在APR9600中的信號音或語音信號，最后掛機。

電路構(gòu)成及工作原理

1 信號檢測電路

圖2中傳感器為P2288被動式熱釋電人體紅外傳感器。它采用平衡檢差方式工作，只感應(yīng)7～14μm波長的活動人體紅外輻射線，不會受環(huán)境溫度及可見光的影響，傳感器加裝菲涅爾透鏡可感應(yīng)10m以內(nèi)的人體輻射紅外線。活動人體輻射的紅外線被傳感器檢測到后，傳感器將產(chǎn)生微弱的電信號，經(jīng)濾波、放大，送給雙向比較器。為防誤動作，信號將與門限電平進行比較，產(chǎn)生脈沖信號輸出，將高電平作為告警信號，送入CPU。

2 電話號碼輸入電路

圖3中DTMF編碼器為CSC5087，它可根據(jù)不同的按鍵產(chǎn)生一組雙音頻信號，CCITT（國際電報電話咨詢委員會）規(guī)定了按鍵與高、低頻組的組合。例如，按下“8”鍵，發(fā)出DTMF信號頻率為fL=852Hz、fH=1336Hz。

DTMF譯碼器為SC8870，它將每一個DTMF信號譯成一個4位二進制代碼輸出，16個DTMF信號分別對應(yīng)0000～1111共16個二進制代碼。例如，對CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信號，SC8870譯碼后輸出“1000”代碼，對應(yīng)按鍵“8”。

3 語音電路

語音電路用于錄制和播放用戶所要報警的語音信號或其他報警信息，相應(yīng)信息可由用戶預(yù)先設(shè)定并可隨時修改。

本系統(tǒng)中的語音電路選用語音錄放芯片APR9600，該芯片是采用模擬存儲技術(shù)的一款音質(zhì)好、噪聲低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音電路，單片電路可錄放32～60s。APR9600具有多種手動控制方式，多段控制時電路簡單，采樣速度及錄放音時間可調(diào)，每個單鍵均有開始、停止和循環(huán)多種功能。

4 鈴流信號檢測電路

鈴流信號檢測電路用來檢測電話線路上有無25Hz/90V鈴流信號。如圖4所示，極性保護電路由整流、濾波和穩(wěn)壓等電路組成。鈴流信號經(jīng)該電路后輸出的高電平信號并不是規(guī)則的矩形波，還需經(jīng)過由G1、G2兩級施密特反相器構(gòu)成的整形電路。這時，輸出的高電平送入CPU，進行延時處理，等待鈴流信號消失。

5 忙音信號檢測電路

如前所述，撥叫DTMF電話號碼后，受話方若正在接聽電話，線路上送回忙音信號（周期為0.7s，占空比為50%的450Hz音頻信號），CPU根據(jù)這一信號發(fā)出模擬掛機和延時指令。

如圖5所示，忙音檢測由極性保護電路和NE567鎖相環(huán)構(gòu)成。NE567（Ⅰ）的檢振頻率為450Hz，用來確定線路中有無450Hz音頻信號。因為忙音信號不是連續(xù)的音頻信號，NE567（Ⅰ）的輸出也不為連續(xù)的低電平，而是高低相間、頻率為1.429Hz的振蕩信號。NE567（Ⅱ）用來完成忙音識別，檢振頻率為1.429Hz，若前一級鎖相環(huán)的輸出信號頻率剛好為1.429Hz，輸出為一低電平，作為忙音存在的指示信號，送入CPU中，完成相關(guān)動作。

參考文獻(xiàn)

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2 卿太金. 熱釋電人體紅外線傳感器原理

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3 周湘峻. 語音錄放芯片APR9600. 電子

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