《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于C51單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)
摘要: 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(jiǎn)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。
Abstract:
Key words :

       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(jiǎn)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(yǔ)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。

電路框圖

  圖1

 
       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(shuō)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(kāi)始發(fā)送錄制在APR9600中的信號(hào)音或語(yǔ)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(zhǎng)的活動(dòng)人體紅外輻射線,不會(huì)受環(huán)境溫度及可見(jiàn)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。

傳感器工作電路框圖

                                                      圖2
       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(guó)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。

編碼器框圖

                           圖3

       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(yǔ)音電路

       語(yǔ)音電路用于錄制和播放用戶所要報(bào)警的語(yǔ)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(yǔ)音電路選用語(yǔ)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(yǔ)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(jiǎn)單,采樣速度及錄放音時(shí)間可調(diào),每個(gè)單鍵均有開(kāi)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(lái)檢測(cè)電話線路上有無(wú)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(guò)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。

極性保護(hù)電路

                                                                        圖4

       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(tīng)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(lái)確定線路中有無(wú)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(lái)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。

鎖相環(huán)電路框圖

                                            圖5


參考文獻(xiàn)
1   卿太金. 熱釋電人體紅外線傳感器原理與應(yīng)用(上). 電子世界,1995
2   卿太金. 熱釋電人體紅外線傳感器原理與應(yīng)用(下). 電子世界,1995
3   周湘峻. 語(yǔ)音錄放芯片APR9600. 電子世界,1999

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