基于單片機的家庭防盜報警系統設計方案

從實(shí)際出發(fā)，設計一種家庭用、與電話(huà)線(xiàn)連接、操作簡(jiǎn)單、工作穩定可靠的遠程智能防盜報警裝置。當人們外出時(shí)，往往希望實(shí)施自動(dòng)監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(dòng)報警系統，如門(mén)磁式、觸摸式和紅外線(xiàn)監測自動(dòng)報警系統等。本文將介紹的遠程智能防盜報警裝置，可同時(shí)監視多個(gè)重要點(diǎn)（如門(mén)、窗等），發(fā)現盜情及時(shí)撥叫號碼，并能利用普通電話(huà)線(xiàn)進(jìn)行告警信號呼叫，其性能穩定可靠，實(shí)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，遠程智能防盜報警裝置由信號檢測電路、復位電路、電話(huà)號碼輸入電路、89C51單片機、語(yǔ)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成。

DTMF編碼發(fā)送電路送出的是由用戶(hù)經(jīng)電話(huà)號碼輸入電路預先設定好并存儲在CPU中的電話(huà)號碼，該號碼可隨意設置，可以是市內程控電話(huà)（如單位電話(huà)或110等）、手機或尋呼機等。

當信號檢測電路測到有人闖入時(shí)，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(shí)10s，若是主人進(jìn)入，則可在這10s內利用復位電路使CPU初始化，否則準備報警。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(shuō)明用戶(hù)電話(huà)機振鈴，不能摘機撥號，需進(jìn)行延時(shí)處理，只有當輸出為低電平時(shí)，CPU指示模擬摘機電路摘機，發(fā)送DTMF電話(huà)號碼，呼叫預設的受話(huà)方。這時(shí)就會(huì )有兩種情況出現：受話(huà)方占線(xiàn)和受話(huà)方振鈴。若出現第一種情況，系統進(jìn)行模擬掛機、延時(shí)后再摘機撥號；如果受話(huà)方振鈴、摘機，即開(kāi)始發(fā)送錄制在A(yíng)PR9600中的信號音或語(yǔ)音信號，最后掛機。

電路構成及工作原理

1 信號檢測電路

圖2中傳感器為P2288被動(dòng)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7～14μm波長(cháng)的活動(dòng)人體紅外輻射線(xiàn)，不會(huì )受環(huán)境溫度及可見(jiàn)光的影響，傳感器加裝菲涅爾透鏡可感應10m以?xún)鹊娜梭w輻射紅外線(xiàn)?；顒?dòng)人體輻射的紅外線(xiàn)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(dòng)作，信號將與門(mén)限電平進(jìn)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(huà)號碼輸入電路

圖3中DTMF編碼器為CSC5087，它可根據不同的按鍵產(chǎn)生一組雙音頻信號，CCITT（國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )）規定了按鍵與高、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(gè)DTMF信號譯成一個(gè)4位二進(jìn)制代碼輸出，16個(gè)DTMF信號分別對應0000～1111共16個(gè)二進(jìn)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，對應按鍵“8”。

3 語(yǔ)音電路

語(yǔ)音電路用于錄制和播放用戶(hù)所要報警的語(yǔ)音信號或其他報警信息，相應信息可由用戶(hù)預先設定并可隨時(shí)修改。

本系統中的語(yǔ)音電路選用語(yǔ)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、可反復錄放的新型語(yǔ)音電路，單片電路可錄放32～60s。APR9600具有多種手動(dòng)控制方式，多段控制時(shí)電路簡(jiǎn)單，采樣速度及錄放音時(shí)間可調，每個(gè)單鍵均有開(kāi)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(lái)檢測電話(huà)線(xiàn)路上有無(wú)25Hz/90V鈴流信號。如圖4所示，極性保護電路由整流、濾波和穩壓等電路組成。鈴流信號經(jīng)該電路后輸出的高電平信號并不是規則的矩形波，還需經(jīng)過(guò)由G1、G2兩級施密特反相器構成的整形電路。這時(shí)，輸出的高電平送入CPU，進(jìn)行延時(shí)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(huà)號碼后，受話(huà)方若正在接聽(tīng)電話(huà)，線(xiàn)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根據這一信號發(fā)出模擬掛機和延時(shí)指令。

如圖5所示，忙音檢測由極性保護電路和NE567鎖相環(huán)構成。NE567（Ⅰ）的檢振頻率為450Hz，用來(lái)確定線(xiàn)路中有無(wú)450Hz音頻信號。因為忙音信號不是連續的音頻信號，NE567（Ⅰ）的輸出也不為連續的低電平，而是高低相間、頻率為1.429Hz的振蕩信號。NE567（Ⅱ）用來(lái)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(dòng)作。