1 引言
    近年來，隨著國內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展及居民對(duì)居住環(huán)境要求的不斷提高，人們對(duì)自身的生命財(cái)產(chǎn)安全意識(shí)也在不斷加強(qiáng)。小區(qū)報(bào)警系統(tǒng)是在此基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的。通過微處理器控制技術(shù)將雙音多頻電路與語音電路相結(jié)合，利用電話網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和相關(guān)的傳感器，開發(fā)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警信號(hào)通過電話線同時(shí)傳送到社區(qū)監(jiān)控中心和住戶。在家居內(nèi)采用短距離無線數(shù)據(jù)傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修的用戶及布線不方便的場合。
    當(dāng)住所被不法分子侵入或有火災(zāi)等意外事故發(fā)生時(shí)，報(bào)警傳感器會(huì)發(fā)出特定頻率的高頻信號(hào)通知主控制器。主控制器接收到信號(hào)后，利用雙音多頻收發(fā)電路撥通預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的電話號(hào)碼與主人聯(lián)系，同時(shí)啟動(dòng)語音電路，將警情及時(shí)報(bào)告給主人。如果是盜賊進(jìn)入住所，則主控制器還會(huì)發(fā)出警笛信號(hào)以震懾盜賊。用戶還可通過自己的手機(jī)或電話遠(yuǎn)程控制主控制器以便設(shè)防或撤防。主控制器還同時(shí)會(huì)將警情報(bào)告給小區(qū)管理中心，從而使用戶的損失降到最低。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    智能報(bào)警系統(tǒng)由傳感器終端、計(jì)算機(jī)控制中心、小區(qū)管理中心的接警主機(jī)及相關(guān)軟件組成。如圖1所示，主機(jī)電路由射頻接收模塊接收傳感器發(fā)來的報(bào)警信號(hào)，通過解碼電路解碼后得到報(bào)警傳感器預(yù)先設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼類型。主機(jī)和傳感器兩者設(shè)定的地址碼相同時(shí)才能被主機(jī)接收。解碼輸出的數(shù)字代表傳感器類型(門磁或紅外等傳感器)。解碼輸出信號(hào)進(jìn)入主控制器的中斷輸入端，觸發(fā)中斷處理程序。該程序通過雙音多頻收發(fā)電路，撥打用戶預(yù)先設(shè)好的電話號(hào)碼(如手機(jī)號(hào)碼，辦公室號(hào)碼進(jìn)行遠(yuǎn)程撥號(hào)報(bào)警，如果電話占線或無人接聽還可撥打下個(gè)電話號(hào)碼：同時(shí)啟動(dòng)語音電路，將預(yù)先錄制好的語音信號(hào)通過電話線傳給主人，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警功能。并且主控制器還會(huì)輸出警笛觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)放大后推動(dòng)警笛或喇叭，以達(dá)到驅(qū)趕和震懾盜賊的目的。通過編解碼電路和射頻發(fā)射接收模塊控制無線連接傳感器終端。采用LCD顯示模塊，實(shí)現(xiàn)信息顯示功能；顯示報(bào)警時(shí)間與報(bào)警類型，還可顯示撥打的電話號(hào)碼。鍵盤可實(shí)現(xiàn)語音錄入和信息查看功能。利用串行通信接口實(shí)現(xiàn)與物業(yè)管理中心的主機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)小區(qū)聯(lián)網(wǎng)控制。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
3．1 傳感器模塊
3．1．1 門磁傳感器
    無線門磁傳感器用來監(jiān)控門的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)門不管何種原因被打開后。無線門磁傳感器立即發(fā)射特定的無線電波，遠(yuǎn)距離向主機(jī)報(bào)警。無線門磁的無線報(bào)警信號(hào)在開闊地能傳輸200 m，在一般住宅中能傳輸20 m，這和周同的環(huán)境密切相關(guān)。無線門磁傳感器一般安裝在門內(nèi)側(cè)的上方，當(dāng)門被打開后，立即發(fā)射包含地址碼和數(shù)據(jù)碼的315 MHz的高頻無線電信號(hào)，接收板就是通過識(shí)別此信號(hào)的地址碼來判斷是否是同一個(gè)處理器控制的報(bào)警系統(tǒng)，確定是哪一個(gè)無線門磁報(bào)警。無線門磁傳感器的地址碼必須和報(bào)警器主機(jī)的地址碼完全一致。
3．1．2 熱釋電紅外傳感器
    通常窗口人流量較小，而小偷經(jīng)常通過窗口入室盜竊，所以采用紅外熱探測(cè)比較合適。這里采用被動(dòng)紅外熱釋電探測(cè)器。人體有恒定的體溫，一般在37℃時(shí)會(huì)發(fā)出特定波長為1 0∏μm左右的紅外線。被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的1 0μm左右的紅外線而工作。與其他傳感器相同，電紅外傳感器也是通過編碼器發(fā)出315 MHz的高頻無線電信號(hào)，只有其地址碼設(shè)置與其他傳感器不同即可通過單片機(jī)識(shí)別報(bào)警傳感器的類型。
3．1．3 無線火災(zāi)煙霧傳感器
    無線火災(zāi)煙霧傳感器采用一個(gè)光電式煙霧探測(cè)器件檢測(cè)煙霧信號(hào)。將檢測(cè)到煙霧值與預(yù)先設(shè)置的閾值比較，超過所設(shè)閾值后將通過編碼器產(chǎn)生315 MHz的高頻信號(hào)，其識(shí)別原理與上述傳感器相同。其報(bào)警原理框圖如圖2所示。

3．2 編/解碼電路
    采用PT2262/2272完成編解碼功能。編碼器PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成，解碼器PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后輸出高電平，同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)引腳輸出高電平。當(dāng)發(fā)射機(jī)有按鍵按下時(shí)，PT2262工作，315 MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)。
3．3 DTMF收發(fā)電路
    要實(shí)現(xiàn)電話遠(yuǎn)程報(bào)警，最重要的是DTMF收發(fā)電路。它將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)、忙音識(shí)別、鈴聲識(shí)別、遠(yuǎn)程按鍵數(shù)字信號(hào)識(shí)別等功能。選用MT8888雙音多頻(DTMF)收發(fā)器，與單片機(jī)及音頻放大電路組合，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)音的組合、檢測(cè)及DTMF信號(hào)的產(chǎn)生，并將DTMF信號(hào)輸送到電話線，如圖3所示。

    當(dāng)需要撥打電話時(shí)，需發(fā)送的DTMF編碼信號(hào)通過MT8888的數(shù)據(jù)總線傳到數(shù)據(jù)總線緩沖器，并且輸入數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器(TDR)控制可編程行、列計(jì)數(shù)器、D／A轉(zhuǎn)換器，合成需要發(fā)送的DTMF信號(hào)。而電話機(jī)傳來的DTMF信號(hào)經(jīng)撥號(hào)音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4比特碼．譯碼的DTMF信號(hào)經(jīng)接收數(shù)據(jù)寄存器(RDR)輸送至數(shù)據(jù)總線。
    (1)電話信號(hào)音格式 忙音：450 Hz，350 ms有，350 ms無；忙號(hào)音：450 Hz，持續(xù)；回鈴音：450 Hz，1 s有，4 s無。
    (2)信號(hào)音的判斷方法將MT8888的IRQ／CP引腳接AT89S52的T0引腳，電話呼叫過程中的各種信號(hào)音經(jīng)MT8888濾波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ引腳輸出到AT89S52的T0引腳。對(duì)T0引腳信號(hào)記數(shù)5 s。該計(jì)數(shù)值則位于2 175～2 357范同內(nèi)，為撥號(hào)音；計(jì)數(shù)值位于1 041～1 212范圍內(nèi)，為忙音；計(jì)數(shù)值位于425～475范圍內(nèi)，為回鈴音。在實(shí)際編程中，考慮到計(jì)數(shù)的誤差，可將范圍適當(dāng)放寬，但不重疊。
    (3)電話摘掛機(jī)電路、振鈴檢測(cè)電路 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與電話網(wǎng)絡(luò)的連接和斷開：當(dāng)系統(tǒng)需要外界遠(yuǎn)程通信時(shí)，電路能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與電話網(wǎng)絡(luò)的接通；當(dāng)外界有電話進(jìn)入時(shí)，系統(tǒng)能接通電話接收遠(yuǎn)程控制信號(hào)。自動(dòng)摘機(jī)是遠(yuǎn)程報(bào)警和接收電話的前提。程控電話交換機(jī)判斷電話線路是否摘機(jī)的根據(jù)是回路電流突然增大約到30 mA，則認(rèn)為電話已經(jīng)摘機(jī)，該電路就是據(jù)此而設(shè)計(jì)的(控制器和家里電話并接在一條電話線上、并且電路報(bào)警和打電話共用一條線)。振鈴檢測(cè)電路是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與普通的電話通信互不干擾而設(shè)計(jì)。當(dāng)有電話打入時(shí)，系統(tǒng)判斷振鈴的次數(shù)，達(dá)到預(yù)定的次數(shù)而電話仍沒有摘機(jī)則系統(tǒng)將自動(dòng)摘機(jī)轉(zhuǎn)入遠(yuǎn)程控制程序，如圖4所示。

    (4)自動(dòng)報(bào)警 當(dāng)接收到電傳感器等發(fā)來的無線報(bào)警信號(hào)后，處理器立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過電話線傳到遠(yuǎn)程用戶。報(bào)警方式：用戶通過界面設(shè)置10個(gè)報(bào)警電話，當(dāng)接到警情后，從第1個(gè)電話開始撥號(hào)，一直撥到第10個(gè)，來回?fù)?遍。如果任意一個(gè)電話回送了“#”鍵確認(rèn)信號(hào)，即意味著報(bào)警已收到，不再繼續(xù)撥號(hào)。每個(gè)號(hào)碼需撥號(hào)時(shí)間100 ms．號(hào)碼之間留500ms間隔。撥號(hào)時(shí)，先檢測(cè)存儲(chǔ)的電話號(hào)碼。若為空，即未設(shè)此電話，跳過不撥，繼續(xù)撥下一個(gè)電話號(hào)碼。這樣，用戶可隨意設(shè)置數(shù)個(gè)報(bào)警電話號(hào)碼。便于存儲(chǔ)，規(guī)定號(hào)碼長度最多不超過14位。
3．4 語音電路模塊
    為了實(shí)現(xiàn)語音通信，采用ISDl420語音器件完成語音提示和報(bào)警功能。ISD1420為單片語音處理集成電路．片內(nèi)由時(shí)鐘振蕩器、128 KB E2PROM(電可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器)、微音放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、差動(dòng)功率放大器等組成，具有高品質(zhì)語音錄放系統(tǒng)所需的全部基本功能電路。該電路與同類語音電路相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    按照系統(tǒng)要完成的功能，將系統(tǒng)的軟件劃分為初始化、異常檢測(cè)與判斷、電話報(bào)警等功能模塊。其中關(guān)鍵的主程序和電話報(bào)警模塊的程序流程分別如圖5和圖6所示。

5 結(jié)語
    介紹了基于單片機(jī)和電話網(wǎng)絡(luò)的家居智能報(bào)警系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)。按照給出的軟、硬件設(shè)計(jì)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)諸多功能，并且預(yù)留一些有用接口，便于系統(tǒng)升級(jí)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了家居生活的安全，方便。如果進(jìn)一步與智能家電整合，會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。