基于單片機技術(shù)的室內報警器的設計

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的日益發(fā)展，防盜成了人們越來(lái)越關(guān)心的問(wèn)題。鐵門(mén)鐵窗等已經(jīng)不能給人們帶來(lái)太多的安全感，社會(huì )對報警器材的需求日益迫切。智能報警系統，是以保障安全為目的建立起來(lái)的技術(shù)防范系統。他包括以現代物理和電子技術(shù)及時(shí)發(fā)現侵進(jìn)入破壞行為、產(chǎn)生聲光報警阻嚇罪犯以及提醒值班人員采取恰當的防范措施。本文以聲音傳感器和紅外傳感器為探頭簡(jiǎn)單設計了一個(gè)適合辦公室、倉庫、商店及學(xué)校機房的室內防盜器。

1 硬件構成

　　報警器硬件部分如圖1所示的8個(gè)基本部件組成，可分為2個(gè)模塊。其中，傳感器、信號調制電路和A／D轉換電路組成信號采集模塊。機房中的聲音和紅外線(xiàn)信號通過(guò)傳感器轉換為電信號，在信號調制電路中將信號放大，濾波，再經(jīng)A／D轉換電路將模擬信號轉換為數字信號。另一個(gè)模塊是報警器主體模塊，由單片機和聲光報警系統、GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路組成。單片機控制實(shí)現聲光報警功能。GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路與單片機一起實(shí)現報警器經(jīng)Modem與學(xué)校網(wǎng)絡(luò )值班中心的通信，使有關(guān)工作人員能夠對機房的情況及時(shí)發(fā)現和處理。

1.1 聲音、光電信號采集模塊

　　因為偷盜行為一般發(fā)生在夜晚，所以防盜系統通常使針對夜晚設計，在本設計中選擇把房?jì)鹊穆曇艉图t外線(xiàn)作為采集信號，所以用集成聲音傳感器PS－2109和紅外傳感器BH用作采集系統的敏感元件。

　　夜晚的房?jì)葢撌欠浅０察o的，設置一個(gè)噪音最高分貝(一般在30～40 dB之間)，一旦機房的噪音超過(guò)預設的底限，聲音傳感器就會(huì )發(fā)出信號。當有人或其他動(dòng)物進(jìn)入室內時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)傳感器也會(huì )發(fā)出信號。

　　數據采集模塊的電路圖如圖2所示，A／D轉換電路采用常用的8位8通道數模轉換專(zhuān)用芯片ADC0809，聲音、紅外線(xiàn)傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。由圖2可知ADC0809的通道選擇地址A，B，C分別由89C51的P0.0～P0.2經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。當P2.7＝0時(shí)，與寫(xiě)信號WR共同選通ADC0809。圖2中ALE信號與ST信號連在一起，在WR信號的前沿寫(xiě)入地址信號，在其后沿啟動(dòng)轉換。例如，當輸出地址為7FF8H即可選通通道IN0，實(shí)現對聲音傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉換；輸出地址7FF9H即可選通道IN1，實(shí)現對紅外線(xiàn)傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉換。圖2中ADC0809的轉換結束狀態(tài)信號EOC接到89C51的INT1引腳，當A／D轉換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉換結束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉換好的數據送到指定的存儲單元。

1.2 報警器主體模塊

　　聲光報警電路由單片機P3.7口控制，輸出報警信號(高低電平間隔1 s的脈沖信號)，驅動(dòng)聲光報警電路，直至按復位鍵RESET和開(kāi)關(guān)鍵。

　　聲光報警電路由555定時(shí)器、揚聲器和普通發(fā)光二極管組成，電路圖如圖3所示。

　　其中555定時(shí)器接成了一個(gè)低頻多諧振蕩器，其控制電壓出入端5腳與單片機AT89C51的P3.7端相連，受P3.7腳輸出的脈沖信號控制。由電容C4的充沖放電作用，當P3.7＝1時(shí)，555輸出脈沖的振蕩頻率較低，當P3.7＝0時(shí)，555輸出脈沖的振蕩頻率較高。該脈沖信號經(jīng)隔置電容C2加到揚聲器上，揚聲器將發(fā)出高、低交替的2種叫聲，同時(shí)P3.7腳輸出的高低電平間隔1 s的脈沖信號經(jīng)電阻R1加到發(fā)光二極管LED上，LED將閃爍發(fā)光，達到聲光同時(shí)報警的效果。

　　當報警器檢測到房?jì)鹊漠惓Ｐ畔⒑?，除了在電腦室現場(chǎng)產(chǎn)生聲光報警信號外，還需要將現場(chǎng)信息通知到值班人員。為此，系統設計了單片機與Modem通訊模塊，該模塊由單片機、GM16C550串行端口擴展芯片和RS 232電平轉換電路組成。

2 程序設計部分

　　監控程序流程圖如圖4所示。系統復位后，首先要進(jìn)行初始化，包括對各個(gè)控制用寄存器的初始化、設置中斷服務(wù)程序的入口地址、設置堆棧等。

　　數據采集部分的程序設計包括：驅動(dòng)ADC0809的輸入端IN0和IN1進(jìn)行A／D轉換，分別由子程序ADC1(噪聲控制)和ADC2(光電信號轉換)完成；

　　單片機接收轉換好的數據，存入指定存儲單元，由INT1中斷服務(wù)程序完成。每次驅動(dòng)A／D轉換后等待外部中斷1，中斷到來(lái)說(shuō)明A／D轉換已經(jīng)完成，通過(guò)中斷服務(wù)程序讀取轉換得到的數據。

3 結 語(yǔ)

　　該室內防盜的自動(dòng)報警系統的特點(diǎn)為：能對室內聲音和可疑物體入侵等突變進(jìn)行報警；如果出現硬件故障(如傳感器遺落、內部元器件損壞等)，能發(fā)出故障報警；如果只有一種參數出現異常(如噪聲過(guò)大或是紅外線(xiàn)傳感器檢測到異常信號)，能發(fā)出異常報警信號，令值班人員到現場(chǎng)處理；如果聲音傳感器和紅外傳感器同時(shí)送出異常信號，則說(shuō)明有盜情，發(fā)出失竊警報，并及時(shí)將這些信息報到值班室。