本文设计的小区防盗自动拨号报警系统,属于智能化报警监控装置,无需人的监视,配置相应的防盗检测器,便可以自行投人工作。该设计以AT89C5l单片机为核心器件,用EEPROM存储器存储电话号码,采用CMOS双音多频编码芯片PCD3311CT,只要利用用户的程控电话线,便可适时将警情发送给指定的小区警卫部或者110报警中心。并且用户可通过键盘设置、更改所需自动拨打的电话号码,使用方便灵活。如果配备不同的传感器后,可以应用于不同的场合,如对有毒气体泄漏检测及电源齐备故障检测,都能进行告警。
一、引言
小区已经安装了防盗报警装置,为何仍然失盗?为何至今仍然有人不习惯于使用防盗报警装置?这里涉及到系统的功能、可靠性以及系统在使用过程中是否简单方便、便于编程及产品是否实惠等一系列的问题。经过一段时间调查研究,从技术与经济的角度上认真分析,认为需满足下列要求,方能实现功能完善、操作方便这几个主要目标:
如用户可以临时在键盘上修改电话号码又不因掉电而丢失。
4.报警系统必须适合大众消费、廉价、实用。
针对以上提出的要求,笔者分析对比了十几种防盗报警系统的内部结构和功能(见文末),设计了本系统。
二、系统简介
1.系统框图(见图1)
2. 本系统完成的功能就是:当小偷从门或者窗户人窃时,该系统会通过红外传感器检测到,产生报警信号触发系统单片机工作。自动拨号系统自动拨打存储在存储器的电话号码(主人手机号码、保卫室的电话或者110报警中心,随用户设定),电话接通后,语音录放电路输出早已录好的报警求助语音信号 (可以指明具体的事发地点,比如:某某学校男生宿舍101室出现盗窃现象)输出到电话线,并利用摄相机拍下整个小偷作案过程。
三、系统硬件设计与实现
1. 芯片介绍双音多频编码芯片PCD3311CT:
它是荷兰飞利浦公司生产的单片硅栅CMOS双音频编码电路,不仅可为单片机控制的电话机提供多种双音频组合信号,而且还可根据需要产生不同频率的单音信号,或者将其编制一首歌曲音乐信号。它具有以下特点:(1)它可以产生如下信号:双音频电话机所需的16种标准双音频组合信号;8种单音标准频率信号;12种用于300一1200波特单工调制解调器的双音频信号;用两个八度的半音阶产生的悦耳的音调旋律。(2)各种同步的输出频率均由芯片上的3.58MHz晶振来控制,具有输出稳定、频度高等特点。(3)它能和所有标准的单片机直接接口,接受二进制码的并行或串行的数据,总线为IIC总线。(4)其上有参考电压,可提供稳定的输出幅度,使其不受工作电源电压和环境温度的影响。(5)芯片上有滤波电路,所以失真很小。
微处理芯片AT89C5l:高性能CMOS8位单片机,采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令和输出管脚相兼容。
93C46B芯片是一种电擦除可编程只读存储器EEPROM,EEPROM可在正常工作电压下进行读写,并能在断电的情况下,保持信息不丢失。
EEPROM的数据存取有三种通信协议:24系列的I2C通信方式、25系列的SPI通信方式以及93系列的Micro-wire通信方式。93C46B采用的是93系列Micro-wire串行通信方式。
1.报警系统灵敏度要高,又要求防止误报。它能对来自传感器的事故信息进行分析,排除因小动物入侵而产生的误报信号及其他环境干扰信号。
2.事故地点(报警站)与被呼叫对象(接收站)之间的空间距离应不受限制。
3.系统必须使用起来方便灵活,
2.系统工作原理
电路原理图见图2,其中IC2(PCD3311CT)是双音多频发生器,可以和所有标准的单片机直接接口,接收二进制码的并行或串行数据,串行数据格式为IIC总线方式。DO-D5为并行数据输入端口,MODE(3脚)为工作方式选择端口,在图中该端口接成高电平方式,用于输入并行数据。
STR(6脚)是数据选通输入端,由IC1(AT89C5l)的P3.0控制。TONE(7脚)为DTMF双音多频输出端。
IC3(93C46B)是MICRO-WIRE总线结构的串行EEPROM存储器,用于保存从键盘输入的电话号码,并且可通过键盘改写所需自动拨打的电话号码,断电后数据不会丢失。IC3的1--4脚分别为片选端(CS)、串行移位时钟端(CLK)、串行移位数据输入端(DI)和串行移位数据输出端(DO)。
根据6脚电平的高低,有16位(6脚不接地)和8位(6脚接地)两种操作方式,在这里采用16位操作方式。
微处理器IC1(AT89C5l)的P2.0、P2.1,P2.2,P2.3,P2.5,P2.6,P2.7作为键盘的输入接口,用户通过键盘输入所要拨打电话号码;P1.0-P1.5(1-6脚)主要用于PCD3311CT的数据接口,对双音多频编码芯片(PCD3311CT)传输数据;9脚接的是复位电路;P3口作普通I/0口使用,其中P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5作为与EEPROM(93C46B)交换数据用,P3.0控制PCD3311CT的数据选通,P3.6用来控制继电器,P3.7用来控制语音播放部分,进行自动传输语音信息;PO.6、P2.4为告警信号输人(自动判断P2.4的状态,如从高电平变为低电平即拨号)。可配备不同的传感器,如热释电红外传感器、有害气体传感器等。
工作过程由高电平变成低电平时,表明检测到信息。这时,微处理器调用用户事先通过键盘输入的存储在IC3(93C46B)存储器的电话号码。电话号码通过微处理器送至双音多频编码芯片 I C2(PCD33 1 1 CT)中,经过IC2(PCD3311CT)双音多频编码之后,自动拨打电话。与此同时,微处理器经一段延时,等待对方摘机后,把P3.7置高电平,控制语音模块事先录好的语音信息,实现语音报警。
四、软件设计
本软件设计主要由 3大部分组成:
主程序、自动拨号子程序及键盘扫描子程序,其流程图分别见图3——图 5。
1. 软件调试工具的选取:H51/S伟福仿真器、POD-H8X5X仿真头、WAVE6000单片机集成开发环境。
2. 调试过程:把H51/S伟福仿真器和PC机的串行口连接好,然后在H51/S伟福仿真器上连接POD一:当微处理器IC1(AT89C5l)从P2.4或PO.6口检测到信息,即此端口无信息时为高电平,当H8X5X仿真头,在WAVE6000的仿真器菜单栏访真头设置中选中相应的型号。在程序执行开始时,测得P3.7、P3.6口的电压为低电平,说明正常。
在程序执行过程中,从键盘输入电话号码,在数据窗口中,可以看到输入的数据正确。当红外线检测电路检测到信号时,P2.4口输出低电平,P3.6口变成高电平,继电器发出的响声,这说明继电器已经吸合,表明接通电话线,经过拨号后,P3.7口变成高电平,另一继电器又吸合,接通语音模块电路,传送语音信息。
附:笔者对几种防盗报警系统的比较1.泉州贝特红外无线防盗报警器(型号;BT700Dl5)优点:该防盗报警系统采用全套美国进口集成电路,调频传送报警信号,晶体稳频具有探测灵敏、安装简单的特点。
缺点:在国家无线电管委会只批给防盗报警器使用315MHz和430MHz这两个无线频率的情况下,如果盗贼随身携带一个双频率信号发生器作案的话,就可以阻塞住所有无线防盗报警器的接收通道而使其收不到探测器部分发来的无线报警信号而报不了警。抗干扰能力较低,报警受到距离限制。
2.安博士普通防盗报警器(型号:
ASS)优点:无线高音扬声器,安装方便,无需电话线,可自由增加新的探测器,一旦探测器触发,迅速启动110分贝的高音警笛,现场报警。适用于简单需要现场报警的任何地方。无线布控,不需布线,不需电话线,安装简便,功能强大。可以兼容达100个不同的防区,探测器可以自由改变防区,并有24小时防区(指第一、四、五防区),每一防区可以兼容大量的探测器部分撤防,第二防区红外探测器,使用无线遥控4个简便的按钮。
缺点:对于用户装有多个探测器或紧急按钮的情况,管理中心无法区分报警的性质,不能及时作出正确的反映。甚至在不布防时,根本不能将报警信号送出去。产生很大噪音,对周围环境影响大,且功耗较大。
3.多路无线防盗报警器(型号:
Dh-kh8810)优点:该防盗报警器由报警主机和红外探测器组成报警系统。探测器一旦探测到入侵,立即把报警入侵信号无线密码传输到报警主机,主机接收到报警信号后,会立即启动高分贝警笛现场报警器,主机面板上的LED显示报警防区,明确显示入侵方位,同时报警主机还有时间显示、报警记录查询、自动开关机等功能。
缺点:产生的报警声音大,对周围环境影响大,价格昂贵,性价比较低。
4.利用闭路电视监控系统构成一个统一的安防网络。如广州新智科技有限公司、深圳市浩海源电子有限公司开发的产品。
优点:前端报警器能够快速、准确地检测到现场的异常状态,经设防区报警收集编码后及时通报给系统控制主机。系统控制主机可自动判别报警信号的来源,自动生成报警日志,如实记录报警发生的地点、时间、日期,以备日后查询。通过内部对讲系统或监听系统,可收到现场的声音信号,与现场人员交谈,全面了解现场情况。系统可为操作人员判别报警信号的可靠性和现场事态的严重性提供必要的决策依据。
缺点:系统结构复杂,小区必须投人大量的人力、物力建立报警中心。