摘 要：本文從預(yù)警探測模塊、自動撥號模塊、錄放音模塊、監(jiān)聽模塊、電話信號判斷模塊和總控模塊分別對電話網(wǎng)絡(luò)自動報警系統(tǒng)進行介紹，并且從降低系統(tǒng)的制作成本、提高性能可靠性、簡單使用等方面出發(fā)，指出數(shù)字化已成為各種通信方式和家用防盜電器的發(fā)展方向，所以新系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該盡量降低成本并且希望可以做到純數(shù)字化的工作方式。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代樓宇；電話報警；系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TP277；TP368.1

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)試和便于功能擴展，現(xiàn)采用模塊化設(shè)計，系統(tǒng)主要分為以下幾個模塊：預(yù)警探測模塊、自動撥號模塊、錄放音模塊、監(jiān)聽模塊、電話信號判斷模塊和總控模塊。

1 預(yù)警探測模塊

報警探測器是用來探測入侵者的入侵行為。需要防范入侵的地方可能會很多，可以是某些特定的點、線、面，甚至是整個空間。探測器由傳感器和信號處理器組成。入侵探測器中傳感器實現(xiàn)探測的方式也是多種多樣的。例如：微波探測器、玻璃破碎探測器、熱釋電紅外傳感器等。由于考慮到家庭使用，綜合成本和報警效果等的因素，建議采用光觸發(fā)報警方式。目前，監(jiān)控領(lǐng)域中使用的紅外燈主要為半導(dǎo)體固體發(fā)光（紅外發(fā)光二極管）紅外燈，紅外輻射功率與正向工作電流成正比，在接近正向電流的最大額定值時，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過小，將影響輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。為增加紅外光的有效范圍，建議采用以定時器為核心的施密特觸發(fā)器來調(diào)制紅外二極管來發(fā)射紅外光，再采用以CX20106芯片為核心的紅外光接收器作為接收端，當紅外光被阻擋后，接收端收到的紅外光頻率發(fā)生變化，接收電路就將向總控模塊以中斷方式發(fā)出信號。調(diào)解芯片的電阻值可以改變其所接受的光的頻率。

2 自動撥號模塊

我國的電話網(wǎng)絡(luò)采用的是DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）：雙音多頻信號來完成撥號。所以應(yīng)采用具有重撥功能的雙音多頻撥號模塊，這樣不但可以完成我們的撥號任務(wù)，也同時可以簡化相應(yīng)的電路?，F(xiàn)決定采用HOLTEK公司生產(chǎn)的型號為HT9302G的雙音多頻撥號芯片作為電路的核心。芯片HT9302G的工作電壓2.0V-5.5V。HT9302G的 - 和 - 所接為標準4*4鍵盤。HT9302G可以產(chǎn)生脈沖撥號信號和雙音多頻信號進行撥號，我們的設(shè)計中只采用雙音多頻信號進行撥號，所以其mode引腳直接接地來選擇雙音多頻信號撥號。

3 錄放音模塊

錄放音模塊的作用是在撥號模塊接通電話后將事先錄制的報警語音傳到電話線路當中去，提示主人現(xiàn)場發(fā)生的情況?，F(xiàn)選定美國ISD公司生產(chǎn)的型號為ISD2560的錄放音芯片，錄音時間為60秒。它的最大特點在于片內(nèi)E2PROM容量為480K，所以錄放時間長；有10個地址輸入端，尋址能力可達1024位；最多能分600段，只要在分段錄/放音操作前（不少于300納秒），給地址A0-A9賦值，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標志（EOM）；而放音時芯片遇到EOM標志即自動停止放音。

4 監(jiān)聽與電話信號判斷模塊

我們決定采用飛利浦公司生產(chǎn)的型號為TEA1062A的芯片作為監(jiān)聽模塊的核心。利用靈敏度較高的柱極性電容話筒采集現(xiàn)場聲音送入芯片TEA1062A處理再送入電話網(wǎng)絡(luò)。

電話線上的信號在不同情況下分為不同的頻率，忙音信號頻率為450Hz（或440Hz）。為檢測電話是否處于占線狀態(tài)或者是否接通，必須對電話線上的信號進行檢測。這里采CLARE公司生產(chǎn)的型號為M-984-02的芯片作為該電路核心。當輸入信號在450Hz時M-984-02的D400引腳將給出相應(yīng)的信號，而當電話機接通ENV引腳也會給出信號。將ENV引腳、D400引腳與單片機相連當與忙音信號時單片機將控制重新?lián)芴?，當電話接通會播放錄音?/p>

5 總控模塊

使用經(jīng)典的51系列單片機作為這款報警裝置的控制中心。其中80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機中最基本的產(chǎn)品。它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴展了MCS-48單片機的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。

此外，80C51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。80C51有PDIP（40pin）和PLCC（44pin）兩種封裝形式。在我們所設(shè)計的報警系統(tǒng)中P0端口用來控制錄放音芯片ISD2560，P1端口接監(jiān)控模塊用來監(jiān)視監(jiān)控模塊是否有信號發(fā)出，P2端口用作外圍信號的監(jiān)控。當探測模塊遇到情況時，將向單片機以中斷方式發(fā)出信號，單片機判斷是P0的哪一路發(fā)出信號并選擇ISD2560的相應(yīng)的地址播放相應(yīng)錄音。之后單片機控制接通外線完成模擬摘機，控制撥號模塊完成撥號，如果電話線中是忙音信號，則等待一段時間后重新?lián)芴枴Ｔ陔娫捑€接通后將錄音模塊和監(jiān)聽模塊分先后接入電話外線，最后在判斷對方掛機后掛斷電話。

6 結(jié)束語

電話自動報警裝置雖然實現(xiàn)了我們所期望的部分功能，可以通過電話網(wǎng)路及時將警情傳出，但也存在著一些不足。第一，整個系統(tǒng)依附于普通電話機，需要改裝電話，所以很不利于普通家庭的方便使用；第二，主要采用分離器件的設(shè)計造成系統(tǒng)穩(wěn)定性差，調(diào)試復(fù)雜；第三，各種傳感器易受環(huán)境的影響，容易產(chǎn)生誤判發(fā)出錯誤信號，所以可靠性受到限制。此外，數(shù)字化已成為各種通信方式和家用電器的發(fā)展方向，所以新系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該盡量降低成本并且希望可以做到純數(shù)字化的工作方式。

數(shù)字交換系統(tǒng)可以直接處理，傳送和交換數(shù)字信息，與模擬交換系統(tǒng)相比，抗干擾性強，易于時分多路復(fù)用，便于加密，適于信號處理和控制，便于引入遠端集線器，易于集成容量大阻塞低的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)，并有利于實現(xiàn)數(shù)字交換與數(shù)字傳輸?shù)闹苯勇?lián)接，構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)（IDN），為向ISDN過渡奠定基礎(chǔ)。頻移鍵控（FSK）：是為了能在傳統(tǒng)電話線路的基礎(chǔ)上傳送數(shù)字信號而用特殊的音頻范圍來區(qū)別發(fā)送和接收的數(shù)字數(shù)據(jù)。如調(diào)頻ModemBell-103型發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的二進制邏輯被指定的專用頻率是：發(fā)送，信號邏輯0、頻率1070Hz，信號邏輯1、頻率1270Hz；接收，信號邏輯0、頻率2025Hz，信號邏輯1、頻率2225Hz，這樣便達到了在電話線上傳送數(shù)字信號的目的。在新系統(tǒng)的設(shè)計中我們也將其分為幾個部分從而便于管理，氣主要分為預(yù)警探測部分、DTMF撥號部分、FSK調(diào)制解調(diào)器、擴展存儲器部分和總控部分。新系統(tǒng)共包括所用芯片在內(nèi)整個系統(tǒng)共用器件49個，較原系統(tǒng)已大大減少，成本也必將隨之降低。此外新系統(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，也已基本達到家庭使用的要求。

參考文獻：

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作者簡介：穆侃（1983-），男，石家莊人，工程師，?？?，研究方向：電氣自動化；孟慶廣（1973-），男，石家莊人，工程師，本科，研究方向：電氣自動化。

作者單位：河北省安裝工程公司，石家莊 050000