摘 要:本文融合無線智能控制和傳感器技術(shù)，研制了基于無線傳感器的家庭網(wǎng)絡(luò)智能報(bào)警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式，無需重新布線，特別適合已裝修的用戶和布線不方便場所。本系統(tǒng)基于電話網(wǎng)絡(luò)，但與電話網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，不影響電話的正常使用，并能通過語音提示操作，人機(jī)交互較好。

關(guān)鍵詞:無線防盜系統(tǒng);單片機(jī)控制; 無線傳感器

中圖分類號(hào):TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2012) 12-0087-01

智能化防盜技術(shù)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，成為現(xiàn)在的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。隨著科技信息的發(fā)展，無線智能控制防盜系統(tǒng)是智能化小區(qū)建設(shè)必不可少的部分并為小區(qū)住戶的安全提供可靠的保障。本課題采用無線網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)控制技術(shù)，使用無線傳輸，無需重新進(jìn)行布線，尤其適用于已裝修和布線不便的場合。

一、本課題的主要研究內(nèi)容

本系統(tǒng)運(yùn)用無線傳感器技術(shù)，使用雙音多頻的解編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警、主動(dòng)撥號(hào)及電話控制，實(shí)現(xiàn)了家庭安防的無線網(wǎng)絡(luò)控制;其核心處理器是用AT89C51單片機(jī)作為開發(fā)平臺(tái)構(gòu)建的。如果在家庭中使用此報(bào)警系統(tǒng)，可以有效的為人們的工作、生活學(xué)習(xí)解決后顧之憂，大大提高防盜的成功率。

利用多傳感器采集技術(shù)，無線發(fā)送接收，將警情信息按照一定的模式進(jìn)行分析并將判斷結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式傳送出去的安保技術(shù)集成。實(shí)現(xiàn)功能主要有:

(1)電話自動(dòng)撥號(hào)與語音報(bào)警;(2)無線遙控布防、撤防，密碼可自行設(shè)定;(3)遠(yuǎn)程操作，異地監(jiān)控;(4)無線發(fā)射接收;(5)報(bào)警撥號(hào)個(gè)數(shù)、順序可自行設(shè)定;(6)短信報(bào)警通知用戶。

二、硬件電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心來實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制的。通過AT89C51單片機(jī)引腳實(shí)現(xiàn)DTMF收發(fā)電路和語音電路的控制。系統(tǒng)的硬件除了核心部件80C51外，主要由DTMF收發(fā)、射頻發(fā)射、射頻接收、語音、GSM網(wǎng)短信收發(fā)、傳感器和鍵盤七個(gè)部分組成。

(一)DTMF收發(fā)電路設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)電話線遠(yuǎn)程通信，最關(guān)鍵的是對DTMF收發(fā)電路的設(shè)計(jì)，這一部分需要實(shí)現(xiàn)鈴聲識(shí)別、自動(dòng)撥號(hào)、遠(yuǎn)程按鍵數(shù)字信號(hào)識(shí)別、忙音識(shí)別功能。所以，我們可選用MT8888雙音多頻(DTMF)收發(fā)器，使之與單片機(jī)、音頻放大電路結(jié)合，來檢測各種信號(hào)音和產(chǎn)生DTMF信號(hào)，并把產(chǎn)生的DTMF信號(hào)傳送到電話線上。

(二)語音電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要采用語音芯片實(shí)現(xiàn)語音的提示及報(bào)警功能。ISD1420芯片是一個(gè)集單片語音記錄和回放于一體的芯片，記其錄時(shí)長是20秒，可被分為160小段，每小段125毫秒[12]。當(dāng)REC 腳是低電平時(shí)，錄音;當(dāng)PLAYE或者PLAYL是低電平時(shí)，放音。ISD1420芯片可以連續(xù)錄音，也可以分段錄音。

地址輸入端A0~A7的有效值范圍為00000000~10011111，這表示最多可將其劃分為160個(gè)存貯單元，最多可錄放160段語音信息。用A0~A7表示每段語音信息的起始地址，此起始地址又可直接反映錄放的起始時(shí)間。其關(guān)系見公式:

TQ=0.125s×(128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0)

(三)編碼與發(fā)射模塊

此設(shè)計(jì)的編碼芯片使用PT2262。PT2262特點(diǎn):CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬:2.6-15v ，數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位，地址碼最多可達(dá)531441種。

(四)解碼與信號(hào)接收模塊

與PT2262相對應(yīng)的解碼芯片是PT2272。PT2272解碼芯片收到信號(hào)以后，把信號(hào)中地址碼經(jīng)兩次比較核對，如果核對正確VT引腳就會(huì)輸出高電平，并輸送到AT89C51 的INT1腳，可以觸發(fā)中斷處理程序，然后讀取D0—D3腳的數(shù)據(jù)碼，可以獲取報(bào)警傳感器的狀態(tài)和報(bào)警類型。

(五)短信息收發(fā)模塊

短信息業(yè)務(wù)是GSM網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)基本業(yè)務(wù)，已經(jīng)被越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商所重視。目前，常用的GSM模塊有西門子的TC35系列、Wavecome的WMO2系列、中興的ZXGM18系列、愛立信的DM10/DM20系列、Falcom的A2D系列等，各種模塊的功能與用法差別很小。西門子TC35系列的模塊性價(jià)比高，并且比較早的獲得了國內(nèi)無線電設(shè)備的入網(wǎng)許可證，因此本設(shè)計(jì)短信收發(fā)模塊就選用的西門子TC35系列的TC35i模塊。該模塊提供了標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口，為短消息、語音和傳真、數(shù)據(jù)的傳輸提供了快速、安全、可靠的渠道，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)和設(shè)計(jì)。

(六)傳感器的選用

在日常的家庭警情中，最常見的也是我們需要重點(diǎn)防范的就是不法分子的非法入侵，基于此實(shí)際情況，我們考慮使用紅外傳感器和無線門磁傳感器。

(七)鍵盤、顯示及外部存儲(chǔ)電路

為了保證報(bào)警探測器的準(zhǔn)確性，需為報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置密碼布防與撤防。本設(shè)計(jì)采用4行3列矩陣鍵盤，其中行線與P1.0—P1.3相連，列線與P1.4—P1.6相連。列線經(jīng)10KΩ電阻接+5V電源拉高，共12個(gè)按鍵，分別設(shè)定為0—9，*、#等按鍵號(hào)碼。其中“*”鍵用來表示系統(tǒng)要進(jìn)行修改和查詢，“﹟”鍵用來表示一次輸入完畢。

三、軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要使用模塊化的程序設(shè)計(jì)思想，其中主程序是通過調(diào)用各子程序從而實(shí)現(xiàn)各部分功能的。進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要先進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)，然后對各子功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，各子功能模塊均被調(diào)試通過后，再根據(jù)總體設(shè)計(jì)的主函數(shù)流程，把各子功能模塊組合起來，就構(gòu)成了最終的應(yīng)用程序。根據(jù)主函數(shù)流程要求、總體設(shè)計(jì)方案要求及各硬件電路的功能，把軟件設(shè)計(jì)分為報(bào)警處理子程序、短信報(bào)警子程序、振鈴檢測子程序、用戶設(shè)置子程序、遠(yuǎn)程控制子程序等。報(bào)警處理模塊、短信報(bào)警模塊、振鈴檢測模塊都是作為外部計(jì)數(shù)器中斷或外部中斷的子程序來完成的。

此外，該系統(tǒng)結(jié)合電話網(wǎng)絡(luò)和GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將警情用電話、短消息兩種形式來實(shí)現(xiàn)報(bào)警，這樣可以使報(bào)警更快速，更可靠。

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