基于電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的多路無(wú)線(xiàn)防盜報警系統

隨著(zhù)人們生活與生產(chǎn)水平的不斷提高和財產(chǎn)安全意識的加強，人們對家居、倉庫等場(chǎng)所的防盜報警需求日益增加。傳統的報警器存在一定局限性，例如只能在本地發(fā)出報警聲，無(wú)法通知主人或小區保安以及甄別盜情區域，作用有限；探測器采用有線(xiàn)方式傳輸信號或供電，安裝不便。為此，文中采用無(wú)線(xiàn)射頻和電話(huà)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，實(shí)現了一種具有多路探測器、以無(wú)線(xiàn)方式連接、能甄別盜情區域、可自動(dòng)撥打預設電話(huà)報警且使用方便的防盜報警系統，給出了系統主要軟硬件的詳細設計方案。

　　1 總體設計

　　系統由多個(gè)探測器和主機構成。如圖1所示。探測器由熱釋電紅外探測模塊和帶編碼無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊組成。探測器通過(guò)熱釋電紅外探測模塊探測入侵者，在探測到入侵者后通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)送位置編碼給主機。主機包括單片機控制器、無(wú)線(xiàn)接收模塊、語(yǔ)音模塊、電話(huà)模塊、LCD顯示屏和按鍵，可安裝于固定位置。主機通過(guò)無(wú)線(xiàn)接收模塊接收探測器發(fā)出的位置編碼信號以甄別盜情區域。在收到盜情后，主機通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )撥打預設電話(huà)，電話(huà)接通后播放預先錄制的報警語(yǔ)音信息如住戶(hù)地址、盜情區域等，完成報警。用戶(hù)通過(guò)主機的人機接口，可預設報警電話(huà)號碼和錄制報警語(yǔ)音，并可進(jìn)行撤防和布防控制。

圖1 系統總體結構圖

　　2 系統硬件設計

　　2.1 探測器及無(wú)線(xiàn)接收模塊

　　探測器及無(wú)線(xiàn)接收模塊電路如圖2所示。熱釋電紅外線(xiàn)傳感器D203S吸收入侵者人體發(fā)出的紅外線(xiàn)并轉換成電信號，由2腳輸出到紅外傳感信號處理器BISS0001.BISS0001內部包含2級運放、雙向鑒幅器、延遲時(shí)間定時(shí)器和狀態(tài)控制器。紅外傳感信號首先經(jīng)2級運放放大，再經(jīng)雙向鑒幅器鑒幅產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)延遲時(shí)間定時(shí)器工作，狀態(tài)控制器使輸出Vo（2腳）在延遲時(shí)間內輸出高電平。當Vo為高電平時(shí)Q1導通，繼電器模塊ATQ209的1腳和10腳間有電流通過(guò)，使7腳和8腳吸合導通，7腳獲得9 V電池電壓并供給無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊的供電端5腳，使其上電工作。無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊的1-4腳為數據輸入端，輸入數據通過(guò)跳線(xiàn)JP1-JP4配置，作為探測器的位鼴編碼。無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊內部包含編碼調制芯片PT2262和315 MHz高頻發(fā)射電路，當其上電工作后將位置編碼調制成高頻信號后發(fā)射。無(wú)線(xiàn)接收模塊內部包含超外差接收電路和解碼芯片PT2272,可接收無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊發(fā)射的高頻信號并解調出位置編碼，從4-7腳輸出。

圖2 探測器及無(wú)線(xiàn)接收模塊電路

　　2.2 中央控制器89C51

　　系統選用89C51單片機作為主機中央控制器，電路如圖3所示。P0口連接數據總線(xiàn)，用于單片機與LCD、電話(huà)模塊、鍵盤(pán)之間傳輸數據，數據傳輸分時(shí)進(jìn)行。P1.0-P1.3連接鍵盤(pán)（圖4），產(chǎn)生鍵盤(pán)掃描信號。P1.4-P1.7連接無(wú)線(xiàn)接收模塊（圖2）數據端，用于讀取探測器位置編碼。P2.0-P2.2連接LCD（圖4）的讀寫(xiě)控制引腳，P2.3-P2.6連接電話(huà)模塊中DTMF收發(fā)芯片MT8880（圖6）的讀寫(xiě)控制引腳。P2.7連接電話(huà)接口模塊PH8810（圖7），實(shí)現摘掛機控制。P3.4連接MT8880的IRQ/CP引腳，用于檢測電話(huà)呼叫過(guò)程中的信號音。P3.5-P3.7連接語(yǔ)音芯片ISD4002（圖5）的串行接口，實(shí)現單片機對語(yǔ)音芯片的操作。

圖3 中央控制器電路

2.3 LCD與按鍵模塊

　　LCD接口與按鍵電路如圖4所示。系統采用SMC1602A標準字符型液晶顯示模塊，可顯示2行16個(gè)字符。按鍵采用4x4矩陣形式，單片機從KEY-DB0至KEY-DB4輸入按鍵掃描信號，并從DB4-DB7讀取按鍵掃描值。在不進(jìn)行按鍵掃描時(shí)，KEY-DB0至KEY-DB4可被P1.0-P1.3內部的上拉電阻拉至高電平，此時(shí)即使有鍵按下，也不影響總線(xiàn)DB4-DB7上的數據。

圖4 LCD接口與按鍵電路

　　2.4 語(yǔ)音模塊

　　語(yǔ)音模塊電路如圖5所示。選用ISD4002語(yǔ)音芯片實(shí)現報警語(yǔ)音的錄放，該芯片具有微控制器串行接口，可錄放多段語(yǔ)音，語(yǔ)音信息可掉電保存于芯片內部的FLASH中。圖中ISD-SS、ISD-SCLK、ISD-MOSI為與單片機連接的串行接口信號，單片機通過(guò)串行接口發(fā)送指令控制語(yǔ)音芯片工作。語(yǔ)音芯片工作于錄音模式時(shí)，通過(guò)話(huà)筒采集語(yǔ)音并由內部電路完成錄制和存儲。語(yǔ)音芯片工作于放音模式時(shí)，語(yǔ)音從AUDOUT（13腳）輸出，通過(guò)LM386M放大后再輸出至揚聲器和電話(huà)接口模塊PH8810（通過(guò)信號AUDIO）。揚聲器用于試聽(tīng)錄制的語(yǔ)音，PH8810可將語(yǔ)音輸出到電話(huà)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現語(yǔ)音報警。

圖5 語(yǔ)音電路

　　2.5 電話(huà)模塊

　　電話(huà)模塊包括DTMF收發(fā)電路和電話(huà)接口電路，如圖6、圖7所示。MT8880為DTMF收發(fā)芯片，用于產(chǎn)生雙音頻信號和電話(huà)信號音的檢測。MT 8880具有單片機接口，其工作受單片機控制，圖6中14-17腳為數據引腳，9-12腳為讀寫(xiě)控制引腳。MT8880工作于雙音頻模式時(shí)，接收單片機傳輸來(lái)的電話(huà)號碼并產(chǎn)生該號碼的雙音頻信號，從DTMFOUT輸出給電話(huà)接口模塊PH8810,實(shí)現撥號。MT8880工作于呼叫處理模式時(shí)，將從DTMFIN輸入的電話(huà)信號音整形成方波后從IRQ/CP（13腳）輸出給單片機。單片機對該方波計數以判斷撥號音、回鈴音、忙音，實(shí)現電話(huà)信號音的檢測。

圖6 DTMF收發(fā)電路

電話(huà)接口電路采用電話(huà)接口模塊PH8810實(shí)現。圖7中引腳2、3用于連接電話(huà)線(xiàn)，引腳4連接單片機，用于摘掛機控制。所撥號碼的雙音頻信號和報警語(yǔ)音信號從29、28引腳輸入到PH8810,PH8810將信號自動(dòng)增益放大后輸出至電話(huà)線(xiàn)。電話(huà)線(xiàn)上的信號音經(jīng)PH8810提取后從引腳10輸出給MT8880.

圖7 電話(huà)接口電路

　　3 系統軟件設計

　　3.1 主程序流程

　　單片機主程序流程如圖8所示。主程序首先使LCD顯示報警語(yǔ)音錄放、電話(huà)號碼設置、布防撤防控制3項主菜單選項，然后進(jìn)行按鍵掃描。若有選擇鍵按下，則根據選擇執行相應的功能代碼，執行結束后重新顯示主菜單。若無(wú)選擇鍵按下，則判斷是否布防，已布防則執行防盜報警程序。

圖8 主程序流程圖

　　3.2 防盜報警程序流程

　　防盜報警程序流程如圖9所示。程序首先向無(wú)線(xiàn)接收模塊查詢(xún)探測器位置編碼數據，數據為零表示沒(méi)有發(fā)生盜情，否則表示某個(gè)探測器探測到盜情。如有盜情，記錄盜情位置編碼、設置盜情發(fā)生標志，然后控制PH8810執行摘機操作。摘機后設置MT8880為呼叫處理模式以檢測撥號音，如果1s內檢測到450Hz連續方波信號，判斷為有撥號音。如有撥號音，設置MT8880為雙音頻模式，向其發(fā)送電話(huà)號碼進(jìn)行撥號。撥號完成后，重新設置MT8880為呼叫處理模式以檢測回鈴音，如果檢測到4 s無(wú)、1 s有的450 Hz方波信號，表示有回鈴音。在檢測到回鈴音后，如果檢測不到任何信號音，表示對方摘機成功，控制語(yǔ)音芯片播放報警語(yǔ)音，播放結束后清除盜情標志，避免重復報警。如果沒(méi)有撥號音或對方摘機不成功，則控制PH8810執行掛機操作，因為沒(méi)有清除盜情標志，程序下一次執行時(shí)仍會(huì )嘗試報警，直至成功。

圖9 防盜報警程序流程圖

　　4 結論

　　多路無(wú)線(xiàn)防盜報警系統包含多路無(wú)線(xiàn)探頭，具有靈活錄制所需報警語(yǔ)音、設置多個(gè)報警電話(huà)號碼、撤防布防控制等功能以及液晶顯示界面，能甄別盜情區域并自動(dòng)撥打預設電話(huà)報警。該系統已應用于實(shí)際家居和工廠(chǎng)倉庫防盜，實(shí)際應用表明，系統具有安裝方便、功能靈活實(shí)用、穩定可靠等特點(diǎn)，達到了設計要求。