基于MCU的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)

從實(shí)際出發(fā)，設(shè)計(jì)一種家庭用、與電話線連接、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠的遠(yuǎn)程智能防盜報(bào)警裝置。

當(dāng)人們外出時(shí)，往往希望實(shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警以使家庭財(cái)產(chǎn)免受損失。針對(duì)這一需求，研制出了一系列自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，如門磁式、觸摸式和紅外線監(jiān)測(cè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等。本文將介紹的遠(yuǎn)程智能防盜報(bào)警裝置，可同時(shí)監(jiān)視多個(gè)重要點(diǎn)（如門、窗等），發(fā)現(xiàn)盜情及時(shí)撥叫號(hào)碼，并能利用普通電話線進(jìn)行告警信號(hào)呼叫，其性能穩(wěn)定可靠，實(shí)用性、適用性強(qiáng)，且具有較高的靈活性。

基本工作原理

如圖1所示，遠(yuǎn)程智能防盜報(bào)警裝置由信號(hào)檢測(cè)電路、復(fù)位電路、電話號(hào)碼輸入電路、89C51單片機(jī)、語音電路、模擬摘機(jī)掛機(jī)電路、DTMF編碼發(fā)送電路、鈴流信號(hào)檢測(cè)電路和忙音信號(hào)檢測(cè)電路等構(gòu)成。

DTMF編碼發(fā)送電路送出的是由用戶經(jīng)電話號(hào)碼輸入電路預(yù)先設(shè)定好并存儲(chǔ)在CPU中的電話號(hào)碼，該號(hào)碼可隨意設(shè)置，可以是市內(nèi)程控電話（如單位電話或110等）、手機(jī)或?qū)ず魴C(jī)等。

當(dāng)信號(hào)檢測(cè)電路測(cè)到有人闖入時(shí)，即發(fā)出觸發(fā)信號(hào)作為報(bào)警信號(hào)，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(nèi)利用復(fù)位電路使CPU初始化，否則準(zhǔn)備報(bào)警。CPU首先檢察鈴流信號(hào)檢測(cè)電路的輸出情況，若輸出為一高電平，則說明用戶電話機(jī)振鈴，不能摘機(jī)撥號(hào)，需進(jìn)行延時(shí)處理，只有當(dāng)輸出為低電平時(shí)，CPU指示模擬摘機(jī)電路摘機(jī)，發(fā)送DTMF電話號(hào)碼，呼叫預(yù)設(shè)的受話方。這時(shí)就會(huì)有兩種情況出現(xiàn)：受話方占線和受話方振鈴。若出現(xiàn)第一種情況，系統(tǒng)進(jìn)行模擬掛機(jī)、延時(shí)后再摘機(jī)撥號(hào)；如果受話方振鈴、摘機(jī)，即開始發(fā)送錄制在APR9600中的信號(hào)音或語音信號(hào)，最后掛機(jī)。

電路構(gòu)成及工作原理

1 信號(hào)檢測(cè)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(yīng)7～14μm波長的活動(dòng)人體紅外輻射線，不會(huì)受環(huán)境溫度及可見光的影響，傳感器加裝菲涅爾透鏡可感應(yīng)10m以內(nèi)的人體輻射紅外線?；顒?dòng)人體輻射的紅外線被傳感器檢測(cè)到后，傳感器將產(chǎn)生微弱的電信號(hào)，經(jīng)濾波、放大，送給雙向比較器。為防誤動(dòng)作，信號(hào)將與門限電平進(jìn)行比較，產(chǎn)生脈沖信號(hào)輸出，將高電平作為告警信號(hào)，送入CPU。

2 電話號(hào)碼輸入電路

圖3中DTMF編碼器為CSC5087，它可根據(jù)不同的按鍵產(chǎn)生一組雙音頻信號(hào)，CCITT（國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)）規(guī)定了按鍵與高、低頻組的組合。例如，按下“8”鍵，發(fā)出DTMF信號(hào)頻率為fL=852Hz、fH=1336Hz。

DTMF譯碼器為SC8870，它將每一個(gè)DTMF信號(hào)譯成一個(gè)4位二進(jìn)制代碼輸出，16個(gè)DTMF信號(hào)分別對(duì)應(yīng)0000～1111共16個(gè)二進(jìn)制代碼。例如，對(duì)CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信號(hào)，SC8870譯碼后輸出“1000”代碼，對(duì)應(yīng)按鍵“8”。

3 語音電路

語音電路用于錄制和播放用戶所要報(bào)警的語音信號(hào)或其他報(bào)警信息，相應(yīng)信息可由用戶預(yù)先設(shè)定并可隨時(shí)修改。

本系統(tǒng)中的語音電路選用語音錄放芯片APR9600，該芯片是采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)的一款音質(zhì)好、噪聲低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語音電路，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)電路簡單，采樣速度及錄放音時(shí)間可調(diào)，每個(gè)單鍵均有開始、停止和循環(huán)多種功能。

4 鈴流信號(hào)檢測(cè)電路

鈴流信號(hào)檢測(cè)電路用來檢測(cè)電話線路上有無25Hz/90V鈴流信號(hào)。如圖4所示，極性保護(hù)電路由整流、濾波和穩(wěn)壓等電路組成。鈴流信號(hào)經(jīng)該電路后輸出的高電平信號(hào)并不是規(guī)則的矩形波，還需經(jīng)過由G1、G2兩級(jí)施密特反相器構(gòu)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(hào)消失。

5 忙音信號(hào)檢測(cè)電路

如前所述，撥叫DTMF電話號(hào)碼后，受話方若正在接聽電話，線路上送回忙音信號(hào)（周期為0.7s，占空比為50%的450Hz音頻信號(hào)），CPU根據(jù)這一信號(hào)發(fā)出模擬掛機(jī)和延時(shí)指令。

如圖5所示，忙音檢測(cè)由極性保護(hù)電路和NE567鎖相環(huán)構(gòu)成。NE567（Ⅰ）的檢振頻率為450Hz，用來確定線路中有無450Hz音頻信號(hào)。因?yàn)槊σ粜盘?hào)不是連續(xù)的音頻信號(hào)，NE567（Ⅰ）的輸出也不為連續(xù)的低電平，而是高低相間、頻率為1.429Hz的振蕩信號(hào)。NE567（Ⅱ）用來完成忙音識(shí)別，檢振頻率為1.429Hz，若前一級(jí)鎖相環(huán)的輸出信號(hào)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(hào)，送入CPU中，完成相關(guān)動(dòng)作。