基于單片機的智能電話報警系統(tǒng)的設(shè)計

1 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，家庭安全正在逐漸引起重視。在家庭住宅處安裝防盜及險情報警系統(tǒng)，使主人能及時掌握住宅發(fā)生的警情，正是人們所期盼的。智能電話報警系統(tǒng)是以單片機為核心，利用公共通訊網(wǎng)為傳輸媒介對住宅進行安全監(jiān)視，具有可靠性高、成本低、易普及等優(yōu)點。

2 系統(tǒng)功能

智能電話報警系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能如下：當室內(nèi)有警情發(fā)生時(如有人非法進入室內(nèi)、煤氣泄漏、火災等)，智能電話報警系統(tǒng)能及時地通過各種傳感器獲知警情，對警情的種類進行判斷，并立即自動順序撥打預設(shè)的1～9組電話。在撥號后，首先判斷對方是否摘機。如是，則根據(jù)不同的警情播放相應(yīng)的錄制好的語音報警內(nèi)容，否則，掛機后撥下一組預制電話，直至1～9組電話全部接通。

3 硬件組成及原理

本系統(tǒng)主要采用AT89C5l作為核心。HT9170和HT9200A作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發(fā)生器，

ISD1420作為錄放音元件。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1 AT89C51單片機

AT89C51內(nèi)部集成4 KB只讀存儲器。采用CHMOS工藝技術(shù)，且與MCS-51產(chǎn)品相兼容。內(nèi)部集成通用的8位CPU和Flash RAM。其應(yīng)用范圍廣，性能良好，可用于解決復雜的控制問題。利用AT89C51的I/O端口對傳感器信號進行實時監(jiān)控，對HT9200A撥號實現(xiàn)遠程控制，控制ISD1420語音器件的語音播放。

3.2 撥號系統(tǒng)

撥號系統(tǒng)采用HT9170和HT9200A分別作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發(fā)生器。HT9200A是串行式DTMF信號發(fā)生器，具有良好的溫度適應(yīng)性，其工作溫度范圍為一20℃～+70℃，采用8引腳DIP或SOP封裝，引腳排列如圖2所示。各引腳的功能說明如下：

CE：片選信號輸入端，低電平有效;

X1、X2：3.579 545 MHz晶體振蕩器接入端;

VDD、VSS：電源正負輸入端，正常工作電壓范圍為2 V～5.5 V，工作電流約為2mA;

CLK：串行數(shù)據(jù)的同步信號輸入端，fCLK約為100kHz;

DATA：串行數(shù)據(jù)輸入端;

DTMF：DTMF信號輸出端。

HT9170系列是集成了數(shù)字解碼器和多帶濾波器功能的雙音頻DTMF接收器，可工作在掉電模式和抑制模式下。HT9170系列器件都是采用數(shù)字化計算方法識別，將16倍的DTMF音頻解碼后轉(zhuǎn)化為4位代碼輸出。高精度的轉(zhuǎn)換電容濾波器將音頻DTMF信號分離為低頻信號和高頻信號，自帶撥號音頻阻波電路可省去前置濾波器所需的阻波電路。HT9170的引腳排列如圖3所示。

撥號電路原理圖如圖4、圖5所示。

3.3 語音電路

ISD1420為美國ISD公司推出的產(chǎn)品，單片錄放時間8 s～20 s，音質(zhì)好。ISD1420采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅(qū)動及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風、喇叭、兩個按鈕、電源及少量電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，器件自動進入低功耗節(jié)電模式，功耗僅0.5μA。

ISD1420系列有唯一的錄音控制和邊沿/電平觸發(fā)兩種放音控制。不分段時外圍線路最簡，也可按最小段長為單位任意組合分段，提供若干操作模式，大大提高了控制的靈活性。ISD1420采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù)，每個采樣直接存儲在片內(nèi)單個EEPROM單元中，因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)效果，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率為5.3kHz、6.4 kHz到8.0 kHz，對音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年(無需后備電源)，EEP-ROM單片可反復錄音十萬次。語音電路原理圖如圖6所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

為使程序清晰可讀且運行速率高，本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，由主程序、中斷服務(wù)程序和相關(guān)子程序(如延時子程序、語音提示子程序、放音子程序、撥號子程序等)組成。其主程序流程圖如圖7所示。撥號報警子程序流程圖如圖8所示。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)設(shè)計利用單片機實現(xiàn)報警功能，控制靈活;利用電話網(wǎng)作為傳輸媒體，具有快速報警、準確可靠的特點。該系統(tǒng)設(shè)計成本低，家庭使用安全方便，具有廣泛的應(yīng)用前景。