基于CAN總線(xiàn)的家居安防系統設計

　　1 引言

　　現在，人們對工作和生活環(huán)境不僅要求舒適健康、可靠便利，而且更加看重安全性，并利用安防系統來(lái)提高家庭抵御各種意外情況的能力?，F在的安防系統可借助計算機技術(shù)、IC 卡技術(shù)、通信技術(shù)等來(lái)實(shí)現，CAN總線(xiàn)應用于安防系統對家居智能化發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。CAN總線(xiàn)是一種應用較為廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)，它支持多主節點(diǎn)，有完善的錯誤處理機制，通信速率快，傳送距離遠，可掛接控制設備多。而把DTMF 技術(shù)應用于安防系統，不需要專(zhuān)門(mén)的布線(xiàn)，不占用無(wú)線(xiàn)電頻率資源，沒(méi)有電磁污染。文中設計了一種基于CAN 總線(xiàn)和DTMF技術(shù)的以AT89S52單片機為核心的新型智能家居安防系統，使原來(lái)小區安防系統的實(shí)時(shí)性和可靠性有了一個(gè)新層次的提高。本系統可以對整個(gè)家居的安全環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，監控的范圍包括室內防盜、火災報警、煤氣泄露等一系列不安全因素。一旦有上述事故發(fā)生，該報警系統就會(huì )發(fā)出相應的報警信息，用語(yǔ)音播出警情類(lèi)別，向遠方用戶(hù)和相關(guān)部門(mén)提供警情語(yǔ)音。

　　2 系統總體構成

　　系統框圖如圖1所示。單片機控制DTMF收發(fā)電路、數字語(yǔ)音電路、摘掛機控制電路。探測器能夠快速、準確地監測到住宅的異常狀況，經(jīng)確認后及時(shí)通知控制器，再由單片機來(lái)控制電話(huà)接口電路，實(shí)現模擬摘機，自動(dòng)撥打預先設置的電話(huà)號碼進(jìn)行語(yǔ)音報警并通知管理中心。當監測到對方回應后，自動(dòng)恢復警戒狀態(tài)。

　　圖1 家居安防系統框圖

　　3 硬件設計

　　系統主控部分采用AT89S52單片機，無(wú)需擴展外部存儲器?？撮T(mén)狗電路采用具有可編程的串行EEPROM - X25045。X25045依次存儲了標志字段、話(huà)機號碼、警情代號、系統設置等數據信息。數字語(yǔ)音電路采用數字語(yǔ)音芯片ISD1420。系統中ISD1420僅作為基本錄放音電路，所以所有的地址線(xiàn)全部置為0， 因此放音的起始地址是0。語(yǔ)音信號由駐極話(huà)筒拾取，從M IC和M IC REF兩端輸入芯片內部的放大器放大，經(jīng)過(guò)功放后的音頻信號從SP+ 被用來(lái)與通話(huà)電路相連，以送出語(yǔ)音信號。

　　3. 1 振鈴檢測及模擬摘掛機單元

　　系統并于電話(huà)線(xiàn)兩端，時(shí)刻處于監控狀態(tài)，不會(huì )影響電話(huà)的正常工作。當系統接收到振鈴信號時(shí)，會(huì )進(jìn)行振鈴檢測。振鈴信號經(jīng)三個(gè)反相器后接入AT89S52的P3. 4口。若5次振鈴后無(wú)人接聽(tīng)，則系統進(jìn)入自動(dòng)摘機狀態(tài)。單片機P1. 2 引腳輸出高電平，三極管V501導通則繼電器K1動(dòng)作，將負載電阻接入電路實(shí)現模擬摘機。此后電話(huà)線(xiàn)上就會(huì )出現大于10mA的電流，交換中心檢測到這一電流后就不再輸出振鈴信號而是轉為接通電話(huà)。如果振鈴信號沒(méi)有達到預設值就消失，則單片機的計數值清零，控制器不動(dòng)作。

　　3. 2 DTMF收發(fā)單元

　　DTMF收發(fā)電路采用DTMF信號編/解碼芯片MT8880[ 5] 芯片，單片機通過(guò)DTMF收發(fā)電路撥出電話(huà)號碼進(jìn)行電話(huà)報警，DTMF收發(fā)電路如圖2所示。

　　圖2 DTMF收發(fā)電路

　　MT8880提供了與微處理器相連的接口，以對其發(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行控制。它的接收部分采用單端輸入，由R27、R28和C16 組成，其輸入電壓增益為1， 通過(guò)改變R28可調節輸入信號的增益。它的發(fā)送部分由R29、C17、C18和XTAL2構成。它的控制部分由R30 和C19 構成。IRQ /CP與單片機P3. 5 腳相連。當MT8880接收到有效的雙音多頻信號時(shí)，單片機進(jìn)行中斷處理。MT8880的IN - 端和通話(huà)電路TEA 1062 的QR 端相連，MT8880的TONE端和TEA1062的DTMF端相連。

　　3. 3 通話(huà)單元

　　通話(huà)電路使用電話(huà)機專(zhuān)用通話(huà)集成電路TEA1062。送話(huà)時(shí)，語(yǔ)音信號(來(lái)自ISD1420)通過(guò)M IC + 引腳輸入，DTMF信號(來(lái)自MT8880)通過(guò)DTMF引腳輸入，經(jīng)過(guò)TEA1062 放大后從LN 引腳一起送到電話(huà)外線(xiàn)上。受話(huà)時(shí)，信號通過(guò)消側音網(wǎng)絡(luò )，從IR 引腳輸入，放大后從引腳QR 輸出，分兩路：一路送到ISD1420的ANA IN端供語(yǔ)音錄制用，另一路送到MT8880的IN-端提取DTMF信號。