智能無線防盜系統(tǒng)的設(shè)計
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摘要：系統(tǒng)地介紹智能無線防盜系統(tǒng)的基本原理、組成框圖，詳細地描述電話網(wǎng)絡(luò)的接收方法；論述熱釋電紅外傳感器、語音等電路，給出部分基本電路和軟件流程。 關(guān)鍵詞：無線防盜 報警 熱釋電紅外傳感器 隨著國家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。本文利用單片機控制技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能無線防盜系統(tǒng)，并開發(fā)相關(guān)的傳感器。采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修用戶及布線不方便的場合。 智能無線防盜系統(tǒng)由傳感器、家庭智能報警器、物業(yè)管理中心接警主機及相關(guān)的控制管理軟件組成。圖1為家庭智能報警器方框圖，圖2為物業(yè)管理中心接警主機方框圖。 1.1 主機電路 如圖1所示，主機電路由射頻接收模塊接收傳大吃一驚器發(fā)來的報警信號，通過解碼器（PT2272）解碼后得到報警傳感器的地址和數(shù)據(jù)類型只有主機和傳感器地址相同時才能被主機接收。解碼輸出的數(shù)字代表傳感器類型解驪輸出信號進入CPU的INT1，觸發(fā)中斷處理程序。中斷處理程序通過DTMF收發(fā)電路，撥打用戶預先設(shè)好的電話號碼（如手機號碼，辦公室號碼）進行遠程撥號報警；同時，啟動語音電路，將預先錄制好的語音信號通過電話線傳給主人，實現(xiàn)語音提示通信功能。CPU輸出警笛觸發(fā)信號，經(jīng)放大后推動警笛或喇叭，以驅(qū)趕和震脅盜賊。用戶還可通過電話線進行遠程設(shè)/布防，及輸入遠程控制信號，通過8路控制輸出端控制有線連接的電器設(shè)備，也可通過編碼電路和射頻發(fā)射模塊控制無線連接的電器設(shè)備。顯示部分采用RT12232A圖形點陣LCD模塊，實現(xiàn)漢字顯示功能；顯示報警時間與報警類型。鍵盤可實現(xiàn)密碼修改、語音錄入和信息查看功能。 1.1.1 DTMF收發(fā)電路 要實現(xiàn)電話線遠程通信，關(guān)鍵部分為DTMF收發(fā)電路。它將實現(xiàn)自動撥號、忙音識別、鈴聲識別、遠程接鍵數(shù)字信號識別等功能。我們選用MT8888雙音多頻（DTMF）收發(fā)器，與單片機及音頻放大電路組合，實現(xiàn)各種信號音的檢測及DTMF信號的產(chǎn)生，并將DTMF信號送到電話線上，如圖3所示。 MT8888是采用CMOS工藝生產(chǎn)的DTMF信號收發(fā)一體的集成電路。它的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號。接收部分用于完成DTMF信號的妝收、分離和譯碼，并以4位并行二進制碼的方式輸出。 （1）電話信號音格式 忙音：450Hz,350ms有，350ms無。撥號音：450Hz，持續(xù)。回鈴音：450Hz，1s有，4s無。 （2）信號音的判斷方式 將MT8888的IRQ/CP腳連到AT89S52的T0腳，電話呼叫過程中的各種信號音經(jīng)MT8888濾波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ輸出到AT89S52的T0腳，對T0腳信號記數(shù)5s。計數(shù)值位于2175～2357范圍內(nèi)，為撥號音；計數(shù)值位于1041～1212范圍內(nèi)，為忙音；計數(shù)值位于425～475范圍內(nèi)，為回鈴音。在實際編程中，考慮到計數(shù)的誤差以及程序的簡化，可將范圍適當放寬，但不能重疊。 (3)自動摘機 控制器與家里電話并接在一條電話線上。為了實現(xiàn)報警放打電話共用一條線，摘機電路按如下設(shè)置：將電話振鈴信號通過光電耦合器TP521輸入到AT89S52的IT腳，進行計數(shù)。接到振鈴信號時，若連續(xù)振鈴10次用戶還沒有摘機，則自動轉(zhuǎn)到家庭智能報警器，CPU置P1.5腳為“1”，使繼電器K1吸合，實現(xiàn)自動摘機功能。若在這10次振鈴過程中，用戶接通了電話，則控制器不響應，這樣，使得控制器與電話不互相干擾。摘機后，檢測MT8888輸出的雙音多頻信號，以讀出用戶發(fā)來的遠程信息，實現(xiàn)遠程通信與控制功能。 當接收到熱釋電傳感器等發(fā)來的無線報警信號后，CPU立即發(fā)出報警信號，通過電話線傳到遠程用戶。報警方式如下：用戶通過面板設(shè)備10個報警電話，將它們存入24C04存儲器中。當接到警情后，從第1個電話開始撥號，一直撥到第10個，來回撥3遍。如果任意一個電話回送了“#”鍵確認信號，即意味著報警已收到，不再繼續(xù)撥號。每個號碼需撥號。每個號碼需撥號時間100ms，號碼之間留500ms間隔。撥號時，先檢測24C04中存儲的電話號碼。若為空，即未設(shè)此電話，跳過不撥，繼續(xù)撥下一個電話號碼。這樣，用戶可隨意設(shè)置數(shù)個報警電話號碼。我們規(guī)定號碼長度最多不超過4位，以便存在24C04中。 1.1.2 語音電路 為了便于通信，采用了語音芯片，實現(xiàn)語音指示和報警功能。ISD1420為單片語音記錄、回放一體化芯片，記錄時長為20s；可被劃分為160小段，每段125ms。當REC腳為低電平時，進行錄音，PLAYE或PLAYL為低時進行放音，ISD1420可進行連續(xù)錄音，也可進行分段錄音。 1.1.3 編/解碼電路 PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價位、通用編解碼電路。PT2262/2272最多可有12位（A0～A11）三態(tài)地址端引腳（懸空、接高電平、接低電平），任意組合可提供531441地址碼。 解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對，VT腳才輸出高電平，送到89S52的INT1，觸發(fā)中斷處理程序，以讀取D0～D3的數(shù)據(jù)碼，得知報警傳感器狀態(tài)和報警類型。圖5為編/解碼電路原理。 1.1.4 射頻發(fā)射模塊與射頻接收模塊 射頻發(fā)射模塊與射頻接收模塊原理如圖6和圖7所示，工作頻率為433MHz。最大傳輸距離可達1000m。 1.2 傳感器設(shè)計 1.2.1 被動紅外熱釋電傳感器 人體有恒定的體溫，一般在37℃，所以會發(fā)出特定波長為10μm左右的紅外線。被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10μm左右的紅外線，通過菲涅爾濾光片增強后，聚集到紅外感應源上。紅外感應源泉通常采用熱釋電元件。這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時將會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后產(chǎn)生報警信號。 圖8為雙元熱釋電紅外檢測元件LHI968的內(nèi)部電路。它由兩個雙元熱釋電陶瓷，感應紅外信號，再經(jīng)場效應管放大輸出。D端的電阻和S端的電容具有抗電磁干擾能力。 1.2.2 門磁傳大吃一驚器 無線門磁傳感器一般案卷在門內(nèi)側(cè)的上方。它由兩部分組成：較小的部件為永磁體，內(nèi)部有一塊永久磁鐵，用來產(chǎn)生恒定的磁場；較大的是無線門磁主體，內(nèi)部有一個常開型的干簧管。當永磁體和干簧管靠得很近時（小于5mm），無線門磁傳感器處于工作守候狀態(tài)；當永磁體離開干簧管一定距離后，無線門磁傳感器立即發(fā)射包含地址編碼和自身識別碼（也就是數(shù)據(jù)碼）的433MHz的高頻無線電信號。主機通過識別這個無線電信號的地址碼，判斷是否為同一個報警系統(tǒng)，然后根據(jù)自身識別碼（也就是數(shù)據(jù)碼），確定是哪一個無線門磁報警。 2 網(wǎng)絡(luò)中心控制主機設(shè)計 網(wǎng)絡(luò)中心控制主機設(shè)計與家庭控制器基本相同，只是加了一個RS232接口，實現(xiàn)與PC機相連。通過放在物管中心的PC機實現(xiàn)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。 結(jié)語 采用現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合射頻無線通信技術(shù)和單片機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，使本防盜報警系統(tǒng)經(jīng)濟、可靠，組網(wǎng)靈活；家庭無需為傳感器布線；具有廣泛的市場發(fā)展前景。 |
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