摘 要：隨著現(xiàn)代生活的不斷發(fā)展，入室盜竊案件時有發(fā)生，家庭報警裝置有很大的現(xiàn)實需求。本文利用單片機(jī)作為控制核心，采用模塊化設(shè)計，包括預(yù)警探測部分、DTMF撥號部分、FSK調(diào)制解調(diào)器、擴(kuò)展存儲器部分和總控部分。

關(guān)鍵詞：電話網(wǎng)絡(luò)；單片機(jī)技術(shù)；報警

中圖分類號：TP277

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的不斷加快人們在自己家中的時間越來越少，這樣便給許多不法份子帶來了可乘之機(jī)。入室盜竊者常常鉆樓房建筑設(shè)計的空子，把防盜網(wǎng)、空調(diào)位、透氣窗、雨水管、天臺都當(dāng)成了輔助的作案工具，特別是夏季，很多家庭的門窗不會上鎖，入室盜竊案件更是進(jìn)入了高發(fā)期。雨水管、空調(diào)位、透氣窗，在這些“經(jīng)驗豐富”的入室盜竊者眼中，很多樓房的建筑設(shè)計都有可能成為作案的輔助工具。根據(jù)各地報警服務(wù)臺的統(tǒng)計，每年入室盜竊案都高居各類案件之首。這種趁主人不在家或是主人晚上熟睡而進(jìn)行的入室盜竊活動已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人們的生命財產(chǎn)安全，為此人們想出了各種方法來確保自己的財產(chǎn)和生命不受到侵害。除了加強(qiáng)全社會安全防范意識和提高公安系統(tǒng)的案件偵破能力之外，個人家中安裝必要的防盜報警裝置也是很有必要的。目前市場上相應(yīng)的防盜裝置從簡單的防盜門防盜窗到價格昂貴的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)種類繁多，但真正適于普通家庭安裝使用，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便防盜報警裝置卻還為數(shù)較少，所以我們希望可以通過對現(xiàn)在各種防盜報警裝置的研究比較來設(shè)計制作一種性能可靠調(diào)試簡單的基于電話網(wǎng)路的防盜報警裝置來解決上述問題。

1 報警系統(tǒng)硬件設(shè)計

作為家用的基于電話網(wǎng)絡(luò)的自動報警系統(tǒng)，為了方便調(diào)試和便于功能擴(kuò)展，現(xiàn)采用模塊化設(shè)計，主要分為預(yù)警探測部分、DTMF撥號部分、FSK調(diào)制解調(diào)器、擴(kuò)展存儲器部分和總控部分。下面將分別對其進(jìn)行介紹。

1.1 預(yù)警探測部分。預(yù)測探測部分由555定時器所接成的多諧振蕩器來調(diào)制紅外發(fā)射器來發(fā)出調(diào)制過的紅外光，將接受到的紅外光經(jīng)過放大直接接入單片機(jī)的P1端口中通過軟件編程來判斷是否發(fā)生情況如圖1所示。這樣雖然加大了軟件的編程量，但卻是用更少的元件完成了同樣的任務(wù)。為了便于編程接受調(diào)制光，我們將多諧振蕩器中的個元件取值如下從而產(chǎn)生頻率為1K的調(diào)制光。R1取1K，R2取2K電容C取476pf。

1.2 DTMF撥號部分。為了能產(chǎn)生DTMF雙音多頻進(jìn)行撥號這里采用HOLTEK公司生產(chǎn)的另一款型號為HT9200A的芯片作為這里撥號部分的主要元件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與封裝形式如圖2所示。HT9200A主要用于自動撥號系統(tǒng)直接與控制系統(tǒng)相聯(lián)，所要發(fā)送的號碼直接由單片機(jī)通過串行通信方式由DATA端送入芯片內(nèi)部，在經(jīng)DTMF端傳入電話線。

1.3 FSK調(diào)制解調(diào)器。系統(tǒng)中采用日本OKI公司生產(chǎn)的型號為MSM7512B的FSK調(diào)制解調(diào)器，其工作電壓為單電源3V-5V，芯片封裝形式如圖3所示。系統(tǒng)中MSM7512B將單片機(jī)種的數(shù)字信號調(diào)制成FSK信號送入電話新當(dāng)中，并將電話線當(dāng)中的FSK信號解調(diào)通過串行方式送入單片機(jī)當(dāng)中以便單片機(jī)判斷狀態(tài)做出相應(yīng)控制，此外MSM7512B還可對HT9200A產(chǎn)生DTMF信號進(jìn)行放大衣以便在電話線上更好傳輸。16腳DIP封裝時各管腳定義如表2所示。Mod1與Mod2用來選擇工作方式，當(dāng)Mod2=0，Mod1=0時，M7512B工作于調(diào)制方式。XD輸入為“0”，“1”的數(shù)字調(diào)制信號，AO對應(yīng)輸出頻率為“2100Hz”，“1300Hz”的FM模擬信號。 是模擬信號輸出的使能控制端。

1.4 擴(kuò)展存儲器部分。由于新系統(tǒng)中減少了許多元件，一些功能便由單片機(jī)編程來完成，此外新系統(tǒng)中沒有錄音系統(tǒng)，報警聲音事先存入存儲器中，警情發(fā)生時直接將存儲的數(shù)字信號經(jīng)過調(diào)制傳入電話線當(dāng)中，所有這一切單靠單片機(jī)內(nèi)的存儲器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為此我們需要擴(kuò)展單片機(jī)的存儲器空間。單片機(jī)的存儲器擴(kuò)展有兩種方式，并行數(shù)據(jù)傳輸方式和串行數(shù)據(jù)傳輸方式。并行方式傳輸數(shù)據(jù)快但結(jié)構(gòu)復(fù)雜實現(xiàn)成本較高，串行傳輸方式中I2C總線形式只需要三根連線，并且其最高傳送速率100kbps以足夠我們使用，所以我們采用I2C總線形式的串行存儲器擴(kuò)展。所用芯片F(xiàn)M24Cl64為64Kb容量的EEPROM。其封裝形式如圖5所示。

1.5 總控部分。為了進(jìn)一步簡化電路降低成本，新系統(tǒng)中的總控部分采用的單片機(jī)為AT89C2051，封裝圖如圖6所示。先對AT89C2051作簡單概述：AT89C2051是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀Flash程序存儲器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失系統(tǒng)，內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C2051是功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有20個引腳，15個雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個完整的8位雙向I/O口，兩個外中斷口，兩個16位可編程定時計數(shù)器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運行。盡管采用AT89C2051降低了成本但是由于其I/O口有限為功能實現(xiàn)帶來許多不便，為解決這一問題我們在整個系統(tǒng)中采用了兩個繼電器來控制外圍器件，將單片機(jī)的使用時間分為三個階段即鍵盤時間，預(yù)警探測時間和電話報警時間，讓單片機(jī)在三個不同的階段計入不同的器件。其中鍵盤時間中鍵盤的接入如圖7所示。分別讓P1口的高4位和低4位腳交替發(fā)出高低電平，之后通過軟件編程來確認(rèn)那個鍵按下。

2 結(jié)論

對系統(tǒng)總結(jié)，包括所用芯片在內(nèi)整個系統(tǒng)共用器件49個，所用器件較少，成本也必將隨之降低。此外系統(tǒng)中除了DTMF信號的產(chǎn)生和發(fā)送以外全部為數(shù)字信號，有利于擴(kuò)展應(yīng)用。本系統(tǒng)通過電話網(wǎng)絡(luò)來完善家用報警系統(tǒng)，并利用單片機(jī)作為控制核心，控制預(yù)警探測模塊、DTMF撥號模塊、FSK調(diào)制解調(diào)器模塊、擴(kuò)展存儲器模塊，具有一定的智能，實現(xiàn)自動監(jiān)控，自動判斷警情，自動撥號報警的功能。

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作者簡介：鄭震（1985-），男，河北邢臺人，安全防范系碩士研究生，研究方向：安全檢測及管理工程。

作者單位：中國人民公安大學(xué)，北京 102623