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摘 要:本文融合无线智能控制和传感器技术,研制了基于无线传感器的家庭网络智能报警系统,数据采用无线传输方式,无需重新布线,特别适合已装修的用户和布线不方便场所。本系统基于电话网络,但与电话网络相互独立,不影响电话的正常使用,并能通过语音提示操作,人机交互较好。
关键词:无线防盗系统;单片机控制; 无线传感器
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0087-01
智能化防盗技术经历了20多年的发展,成为现在的数字化、网络化、智能化。随着科技信息的发展,无线智能控制防盗系统是智能化小区建设必不可少的部分并为小区住户的安全提供可靠的保障。本课题采用无线网络与单片机控制技术,使用无线传输,无需重新进行布线,尤其适用于已装修和布线不便的场合。
一、本课题的主要研究内容
本系统运用无线传感器技术,使用双音多频的解编码技术,实现语音报警、主动拨号及电话控制,实现了家庭安防的无线网络控制;其核心处理器是用AT89C51单片机作为开发平台构建的。如果在家庭中使用此报警系统,可以有效的为人们的工作、生活学习解决后顾之忧,大大提高防盗的成功率。
利用多传感器采集技术,无线发送接收,将警情信息按照一定的模式进行分析并将判断结果以数据的形式传送出去的安保技术集成。实现功能主要有:
(1)电话自动拨号与语音报警;(2)无线遥控布防、撤防,密码可自行设定;(3)远程操作,异地监控;(4)无线发射接收;(5)报警拨号个数、顺序可自行设定;(6)短信报警通知用户。
二、硬件电路设计
本设计是以AT89C51单片机为核心来实现报警控制的。通过AT89C51单片机引脚实现DTMF收发电路和语音电路的控制。系统的硬件除了核心部件80C51外,主要由DTMF收发、射频发射、射频接收、语音、GSM网短信收发、传感器和键盘七个部分组成。
(一)DTMF收发电路设计
在本系统的远程通信设计中,要实现电话线远程通信,最关键的是对DTMF收发电路的设计,这一部分需要实现铃声识别、自动拨号、远程按键数字信号识别、忙音识别功能。所以,我们可选用MT8888双音多频(DTMF)收发器,使之与单片机、音频放大电路结合,来检测各种信号音和产生DTMF信号,并把产生的DTMF信号传送到电话线上。
(二)语音电路设计
本系统主要采用语音芯片实现语音的提示及报警功能。ISD1420芯片是一个集单片语音记录和回放于一体的芯片,记其录时长是20秒,可被分为160小段,每小段125毫秒[12]。当REC 脚是低电平时,录音;当PLAYE或者PLAYL是低电平时,放音。ISD1420芯片可以连续录音,也可以分段录音。
地址输入端A0~A7的有效值范围为00000000~10011111,这表示最多可将其划分为160个存贮单元,最多可录放160段语音信息。用A0~A7表示每段语音信息的起始地址,此起始地址又可直接反映录放的起始时间。其关系见公式:
TQ=0.125s×(128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0)
(三)编码与发射模块
此设计的编码芯片使用PT2262。PT2262特点:CMOS工艺制造,低功耗,外部元器件少,RC振荡电阻,工作电压范围宽:2.6-15v ,数据最多可达6位,地址码最多可达531441种。
(四)解码与信号接收模块
与PT2262相对应的解码芯片是PT2272。PT2272解码芯片收到信号以后,把信号中地址码经两次比较核对,如果核对正确VT引脚就会输出高电平,并输送到AT89C51 的INT1脚,可以触发中断处理程序,然后读取D0—D3脚的数据码,可以获取报警传感器的状态和报警类型。
(五)短信息收发模块
短信息业务是GSM网络的一项基本业务,已经被越来越多的系统运营商和系统开发商所重视。目前,常用的GSM模块有西门子的TC35系列、Wavecome的WMO2系列、中兴的ZXGM18系列、爱立信的DM10/DM20系列、Falcom的A2D系列等,各种模块的功能与用法差别很小。西门子TC35系列的模块性价比高,并且比较早的获得了国内无线电设备的入网许可证,因此本设计短信收发模块就选用的西门子TC35系列的TC35i模块。该模块提供了标准的AT指令接口,为短消息、语音和传真、数据的传输提供了快速、安全、可靠的渠道,方便用户的应用开发和设计。
(六)传感器的选用
在日常的家庭警情中,最常见的也是我们需要重点防范的就是不法分子的非法入侵,基于此实际情况,我们考虑使用红外传感器和无线门磁传感器。
(七)键盘、显示及外部存储电路
为了保证报警探测器的准确性,需为报警系统设置密码布防与撤防。本设计采用4行3列矩阵键盘,其中行线与P1.0—P1.3相连,列线与P1.4—P1.6相连。列线经10KΩ电阻接+5V电源拉高,共12个按键,分别设定为0—9,*、#等按键号码。其中“*”键用来表示系统要进行修改和查询,“﹟”键用来表示一次输入完毕。
三、软件设计实现
本系统程序设计主要使用模块化的程序设计思想,其中主程序是通过调用各子程序从而实现各部分功能的。进行软件设计的时候,需要先进行总体的设计,然后对各子功能模块进行设计,各子功能模块均被调试通过后,再根据总体设计的主函数流程,把各子功能模块组合起来,就构成了最终的应用程序。根据主函数流程要求、总体设计方案要求及各硬件电路的功能,把软件设计分为报警处理子程序、短信报警子程序、振铃检测子程序、用户设置子程序、远程控制子程序等。报警处理模块、短信报警模块、振铃检测模块都是作为外部计数器中断或外部中断的子程序来完成的。
此外,该系统结合电话网络和GSM移动通信网络,将警情用电话、短消息两种形式来实现报警,这样可以使报警更快速,更可靠。
参考文献:
[1]葛传力,宋伟.安全防范系统及其评估[J].安徽:安徽科技,2007(7):36-37.
[2]冯海燕.智能化安防技术的发展前景[J].安保技术与管理,2005(3):60-62.
[3]郭云志.智能无线防盗报警器的设计[J].安防科技,2008(5):43-45.
关键词:无线防盗系统;单片机控制; 无线传感器
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0087-01
智能化防盗技术经历了20多年的发展,成为现在的数字化、网络化、智能化。随着科技信息的发展,无线智能控制防盗系统是智能化小区建设必不可少的部分并为小区住户的安全提供可靠的保障。本课题采用无线网络与单片机控制技术,使用无线传输,无需重新进行布线,尤其适用于已装修和布线不便的场合。
一、本课题的主要研究内容
本系统运用无线传感器技术,使用双音多频的解编码技术,实现语音报警、主动拨号及电话控制,实现了家庭安防的无线网络控制;其核心处理器是用AT89C51单片机作为开发平台构建的。如果在家庭中使用此报警系统,可以有效的为人们的工作、生活学习解决后顾之忧,大大提高防盗的成功率。
利用多传感器采集技术,无线发送接收,将警情信息按照一定的模式进行分析并将判断结果以数据的形式传送出去的安保技术集成。实现功能主要有:
(1)电话自动拨号与语音报警;(2)无线遥控布防、撤防,密码可自行设定;(3)远程操作,异地监控;(4)无线发射接收;(5)报警拨号个数、顺序可自行设定;(6)短信报警通知用户。
二、硬件电路设计
本设计是以AT89C51单片机为核心来实现报警控制的。通过AT89C51单片机引脚实现DTMF收发电路和语音电路的控制。系统的硬件除了核心部件80C51外,主要由DTMF收发、射频发射、射频接收、语音、GSM网短信收发、传感器和键盘七个部分组成。
(一)DTMF收发电路设计
在本系统的远程通信设计中,要实现电话线远程通信,最关键的是对DTMF收发电路的设计,这一部分需要实现铃声识别、自动拨号、远程按键数字信号识别、忙音识别功能。所以,我们可选用MT8888双音多频(DTMF)收发器,使之与单片机、音频放大电路结合,来检测各种信号音和产生DTMF信号,并把产生的DTMF信号传送到电话线上。
(二)语音电路设计
本系统主要采用语音芯片实现语音的提示及报警功能。ISD1420芯片是一个集单片语音记录和回放于一体的芯片,记其录时长是20秒,可被分为160小段,每小段125毫秒[12]。当REC 脚是低电平时,录音;当PLAYE或者PLAYL是低电平时,放音。ISD1420芯片可以连续录音,也可以分段录音。
地址输入端A0~A7的有效值范围为00000000~10011111,这表示最多可将其划分为160个存贮单元,最多可录放160段语音信息。用A0~A7表示每段语音信息的起始地址,此起始地址又可直接反映录放的起始时间。其关系见公式:
TQ=0.125s×(128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0)
(三)编码与发射模块
此设计的编码芯片使用PT2262。PT2262特点:CMOS工艺制造,低功耗,外部元器件少,RC振荡电阻,工作电压范围宽:2.6-15v ,数据最多可达6位,地址码最多可达531441种。
(四)解码与信号接收模块
与PT2262相对应的解码芯片是PT2272。PT2272解码芯片收到信号以后,把信号中地址码经两次比较核对,如果核对正确VT引脚就会输出高电平,并输送到AT89C51 的INT1脚,可以触发中断处理程序,然后读取D0—D3脚的数据码,可以获取报警传感器的状态和报警类型。
(五)短信息收发模块
短信息业务是GSM网络的一项基本业务,已经被越来越多的系统运营商和系统开发商所重视。目前,常用的GSM模块有西门子的TC35系列、Wavecome的WMO2系列、中兴的ZXGM18系列、爱立信的DM10/DM20系列、Falcom的A2D系列等,各种模块的功能与用法差别很小。西门子TC35系列的模块性价比高,并且比较早的获得了国内无线电设备的入网许可证,因此本设计短信收发模块就选用的西门子TC35系列的TC35i模块。该模块提供了标准的AT指令接口,为短消息、语音和传真、数据的传输提供了快速、安全、可靠的渠道,方便用户的应用开发和设计。
(六)传感器的选用
在日常的家庭警情中,最常见的也是我们需要重点防范的就是不法分子的非法入侵,基于此实际情况,我们考虑使用红外传感器和无线门磁传感器。
(七)键盘、显示及外部存储电路
为了保证报警探测器的准确性,需为报警系统设置密码布防与撤防。本设计采用4行3列矩阵键盘,其中行线与P1.0—P1.3相连,列线与P1.4—P1.6相连。列线经10KΩ电阻接+5V电源拉高,共12个按键,分别设定为0—9,*、#等按键号码。其中“*”键用来表示系统要进行修改和查询,“﹟”键用来表示一次输入完毕。
三、软件设计实现
本系统程序设计主要使用模块化的程序设计思想,其中主程序是通过调用各子程序从而实现各部分功能的。进行软件设计的时候,需要先进行总体的设计,然后对各子功能模块进行设计,各子功能模块均被调试通过后,再根据总体设计的主函数流程,把各子功能模块组合起来,就构成了最终的应用程序。根据主函数流程要求、总体设计方案要求及各硬件电路的功能,把软件设计分为报警处理子程序、短信报警子程序、振铃检测子程序、用户设置子程序、远程控制子程序等。报警处理模块、短信报警模块、振铃检测模块都是作为外部计数器中断或外部中断的子程序来完成的。
此外,该系统结合电话网络和GSM移动通信网络,将警情用电话、短消息两种形式来实现报警,这样可以使报警更快速,更可靠。
参考文献:
[1]葛传力,宋伟.安全防范系统及其评估[J].安徽:安徽科技,2007(7):36-37.
[2]冯海燕.智能化安防技术的发展前景[J].安保技术与管理,2005(3):60-62.
[3]郭云志.智能无线防盗报警器的设计[J].安防科技,2008(5):43-45.