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基于单片机的远程自动报警系统的设计

2016/12/11 16:20:28      点击:
1.电路设计方案
    整个系统分成无线发射和接收、单片机控制中心、DTMF收发电路、语音电路等5大模块。
1)无线收发装置
    对于类似火灾这类意外,报警系统与现场需要有一定的安全距离。所以,当现场的传感器监测到有意外情况发生时,采用无线收发装置来给整个控制系统提供发生意外的种类、地点等具体信息。该模块可分为发射和接收两部分电路。
发射部分主要由编址电路、编码电路、无线电发射电路组成。电路通过CD40147、PT2262、MAX2608这3个集成芯片实现。首先,CD40147将不同的探测器编为不同的二进制代码,使单片机可以通过程序来判断报警的种类与地点;然后,通过PT2262编码,将不能直接调频发射的数字信号转化为中频,再通过调频发射芯片将报警信号发送出去。
接收部分由接收和解码两部分组成。接收部分的功能主要由调频接收芯片MAXl470来完成接收功能,该芯片只需要较少的元件,使用较为方便。解码部分由PT2272完成功能,解码出来的数据送到单片机中。
2)单片机控制中心
    本系统采用单片机AT89C51作为系统的控制中心。AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机,片内有一个4 kB Flash PEROM(可编程可擦除的读存储器)。单片机接收到由FM接收机发送来的信号,通过固化在内部ROM中的应用软件来判断是什么地方发生了情况,然后转到相应的中断处理过程。系统中,89C51要控制语音芯片的开启、结束以及地址信息,实现芯片中存放的语音可以有选择地送到电话线上。它还要控制拨号芯片产生正确的DTMF信号,完成对远处电话机的呼叫。另外,还要能有效地判断当前线路的状态,如果遇到线路忙等情况时可以有相应的等待机制。在长时间不通的情况下可以更换不同的号码多次尝试,直到有人获得报警信息为止。如果是火警、匪警,在此呼叫期问,本地的警笛可以发出连续、刺耳的声音,起到提示或者威慑的作用。
3)DTMF收发电路
    DTMF收发电路是实现电话线远程通信的关键部分。它需实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程按键数字信号识别等功能。
系统选用INTEL微处理器接口功能较强的DTMF发送和接收器件MT8888。
    MT8888与单片机及音频放大电路组合,实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生,并将DTMF信号送到电话线上,实现报警和打电话共用一条线。MT8888的DO~D3分别与AT89C51的P0.0~P0.3相连,RD、WR分别与AT89C51的RD、WR相连,IRQ/CP接至INT0,CS、RS0接至地址线P2.1、P2.0。
    MT8888共有6种工作模式:DTMF模式、CALL(呼叫处理)模式、BURST(突发)模式、TEST(测试)模式以及中断模式。DTMF模式可以发送和接收DTMF信号,完成拨号的功能;CALL模式可以检测交换机反馈回来的各种信号音,该电路由单片机通过RS0、WR、RD、D0~D3等引脚进行控制;在中断模式,当接收或发送了有效的音频信号后,IRQ/CP引脚输出低电平,产生中断信号供给CPU,在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端;在CALL模式,只能接收250 Hz~550 Hz的信号音,在拒收或无输入时,IRQ/CP引脚输出低电平。
电话线开关接口电路必须满足电话入网的条件,为此采用了电话线匹配变压器与电话线交流耦合,这样可以大大地减少电话线上的支流成分对后面电路产生的影响。同时,为了能够达到模拟摘机挂机的功能,在变压器与电话线之间接入了电磁继电器作为控制开关。


4)语音电路
    为了便于通信,系统在呼叫用户成功时需启动播放事先录制好的报警话音电路,也就是说,整个电路还需采用语音芯片来实现语音提示和报警功能。本系统中的语音电路采用美国ISD公司的优质集成语音芯片ISD1420来实现。
ISD1420芯片为单片语音记录、回放一体化芯片,记录时长为20 s,可划分为160小段,每段125 ms。可进行连续录音,也可进行分段录音。通过分段录音和放音,可以发出不同的警报声。当REC引脚为低电平时,实现录音功能;PLAYE引脚或PLAYL引脚为低时可实现放音。