基于單片機(jī)的智能電話報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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(xiǎn)情報(bào)警系統(tǒng)，使主人能及時(shí)掌握住宅發(fā)生的警情，正是人們所期盼的。智能電話報(bào)警系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，利用公共通訊網(wǎng)為傳輸媒介對(duì)住宅進(jìn)行安全監(jiān)視，具有可靠性高、成本低、易普及等優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)功能

智能電話報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：當(dāng)室內(nèi)有警情發(fā)生時(shí)(如有人非法進(jìn)入室內(nèi)、煤氣泄漏、火災(zāi)等)，智能電話報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)地通過(guò)各種傳感器獲知警情，對(duì)警情的種類進(jìn)行判斷，并立即自動(dòng)順序撥打預(yù)設(shè)的1～9組電話。在撥號(hào)后，首先判斷對(duì)方是否摘機(jī)。如是，則根據(jù)不同的警情播放相應(yīng)的錄制好的語(yǔ)音報(bào)警內(nèi)容，否則，掛機(jī)后撥下一組預(yù)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(hào)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(jī)

AT89C51內(nèi)部集成4 KB只讀存儲(chǔ)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(fù)雜的控制問(wèn)題。利用AT89C51的I/O端口對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)HT9200A撥號(hào)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，控制ISD1420語(yǔ)音器件的語(yǔ)音播放。

3.2 撥號(hào)系統(tǒng)

撥號(hào)系統(tǒng)采用HT9170和HT9200A分別作為雙音多頻(DTMF)信號(hào)接收器和發(fā)生器。HT9200A是串行式DTMF信號(hào)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(shuō)明如下：

CE：片選信號(hào)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(fù)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(hào)輸入端，fCLK約為100kHz;

DATA：串行數(shù)據(jù)輸入端;

DTMF：DTMF信號(hào)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(jì)算方法識(shí)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(hào)分離為低頻信號(hào)和高頻信號(hào)，自帶撥號(hào)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(hào)電路原理圖如圖4、圖5所示。

3.3 語(yǔ)音電路

ISD1420為美國(guó)ISD公司推出的產(chǎn)品，單片錄放時(shí)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(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個(gè)按鈕、電源及少量電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，器件自動(dòng)進(jìn)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(shí)外圍線路最簡(jiǎn)，也可按最小段長(zhǎng)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(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、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(duì)音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年(無(wú)需后備電源)，EEP-ROM單片可反復(fù)錄音十萬(wàn)次。語(yǔ)音電路原理圖如圖6所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

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

5 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，控制靈活;利用電話網(wǎng)作為傳輸媒體，具有快速報(bào)警、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本低，家庭使用安全方便，具有廣泛的應(yīng)用前景。