基于單片機的智能家居安防系統(tǒng)的方案設計

摘要： 介紹了一種以AT89S52單片機為控制核心， 通過DTMF公用電話網和CAN 總線傳遞的多節(jié)點家居安防系統(tǒng)設計方案。本智能家居安防系統(tǒng)集防火、防盜、防燃氣為一體， 可實現(xiàn)自動檢測與自動語音撥號報警。詳細介紹了DTMF收發(fā)電路、通話電路和CAN 總線傳輸?shù)入娐?。實驗結果表明， 本系統(tǒng)功能實用， 信息傳遞實時可靠，適用于家居安防或其他場所的安防系統(tǒng)。

　　1 引言

　　現(xiàn)在的安防系統(tǒng)可借助計算機技術、IC 卡技術、通信技術等來實現(xiàn)，CAN總線應用于安防系統(tǒng)對家居智能化發(fā)展起到了良好的促進作用。而把DTMF 技術應用于安防系統(tǒng)， 不需要專門的布線， 不占用無線電頻率資源， 沒有電磁污染。文中設計了一種基于CAN 總線和DTMF技術的以AT89S52單片機為核心的新型智能家居安防系統(tǒng)， 使原來小區(qū)安防系統(tǒng)的實時性和可靠性有了一個新層次的提高。本系統(tǒng)可以對整個家居的安全環(huán)境進行實時監(jiān)控， 監(jiān)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(tǒng)就會發(fā)出相應的報警信息， 用語音播出警情類別， 向遠方用戶和相關部門提供警情語音。
　　2 系統(tǒng)總體構成

　　系統(tǒng)框圖如圖1所示。單片機控制DTMF收發(fā)電路、數(shù)字語音電路、摘掛機控制電路。探測器能夠快速、準確地監(jiān)測到住宅的異常狀況， 經確認后及時通知控制器， 再由單片機來控制電話接口電路， 實現(xiàn)模擬摘機， 自動撥打預先設置的電話號碼進行語音報警并通知管理中心。當監(jiān)測到對方回應后， 自動恢復警戒狀態(tài)。

圖1 家居安防系統(tǒng)框圖

　　3 硬件設計

　　系統(tǒng)主控部分采用AT89S52單片機， 無需擴展外部存儲器?？撮T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、話機號碼、警情代號、系統(tǒng)設置等數(shù)據信息。數(shù)字語音電路采用數(shù)字語音芯片ISD1420。系統(tǒng)中ISD1420僅作為基本錄放音電路， 所以所有的地址線全部置為0, 因此放音的起始地址是0。語音信號由駐極話筒拾取， 從M IC 和M IC REF兩端輸入芯片內部的放大器放大， 經過功放后的音頻信號從SP+ 被用來與通話電路相連， 以送出語音信號。

　　3. 1 振鈴檢測及模擬摘掛機單元

　　系統(tǒng)并于電話線兩端， 時刻處于監(jiān)控狀態(tài)， 不會影響電話的正常工作。當系統(tǒng)接收到振鈴信號時，會進行振鈴檢測。振鈴信號經三個反相器后接入AT89S52的P3. 4口。若5次振鈴后無人接聽， 則系統(tǒng)進入自動摘機狀態(tài)。單片機P1. 2 引腳輸出高電平， 三極管V501導通則繼電器K1 動作， 將負載電阻接入電路實現(xiàn)模擬摘機。此后電話線上就會出現(xiàn)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。如果振鈴信號沒有達到預設值就消失， 則單片機的計數(shù)值清零，控制器不動作。

　　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DTMF收發(fā)電路撥出電話號碼進行電話報警， 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, 通過改變R28可調節(jié)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， 單片機進行中斷處理。MT8880 的IN - 端和通話電路TEA 1062 的QR 端相連， MT8880 的TONE端和TEA1062的DTMF端相連。