基于C51单片机的家庭防盗报警系统

从实际出发，设计一种家庭用、与电话线连接、操作简单、工作稳定可靠的远程智能防盗报警装置。当人们外出时，往往希望实施自动监测报警以使家庭财产免受损失。针对这一需求，研制出了一系列自动报警系统，如门磁式、触摸式和红外线监测自动报警系统等。本文将介绍的远程智能防盗报警装置，可同时监视多个重要点（如门、窗等），发现盗情及时拨叫号码，并能利用普通电话线进行告警信号呼叫，其性能稳定可靠，实用性、适用性强，且具有较高的灵活性。
          基本工作原理
          如图1所示，远程智能防盗报警装置由信号检测电路、复位电路、电话号码输入电路、89C51单片机、语音电路、模拟摘机挂机电路、DTMF编码发送电路、铃流信号检测电路和忙音信号检测电路等构成。
   
     图1
   
        DTMF编码发送电路送出的是由用户经电话号码输入电路预先设定好并存储在CPU中的电话号码，该号码可随意设置，可以是市内程控电话（如单位电话或110等）、手机或寻呼机等。
          当信号检测电路测到有人闯入时，即发出触发信号作为报警信号，经放大送入CPU。CPU延时10s，若是主人进入，则可在这10s内利用复位电路使CPU初始化，否则准备报警。CPU首先检察铃流信号检测电路的输出情况，若输出为一高电平，则说明用户电话机振铃，不能摘机拨号，需进行延时处理，只有当输出为低电平时，CPU指示模拟摘机电路摘机，发送DTMF电话号码，呼叫预设的受话方。这时就会有两种情况出现：受话方占线和受话方振铃。若出现第一种情况，系统进行模拟挂机、延时后再摘机拨号；如果受话方振铃、摘机，即开始发送录制在APR9600中的信号音或语音信号，最后挂机。
          电路构成及工作原理
          1 信号检测电路
          图2中传感器为P2288被动式热释电人体红外传感器。它采用平衡检差方式工作，只感应7～14μm波长的活动人体红外辐射线，不会受环境温度及可见光的影响，传感器加装菲涅尔透镜可感应10m以内的人体辐射红外线。活动人体辐射的红外线被传感器检测到后，传感器将产生微弱的电信号，经滤波、放大，送给双向比较器。为防误动作，信号将与门限电平进行比较，产生脉冲信号输出，将高电平作为告警信号，送入CPU。
   
                                                         图2
        2 电话号码输入电路
          图3中DTMF编码器为CSC5087，它可根据不同的按键产生一组双音频信号，CCITT（国际电报电话咨询委员会）规定了按键与高、低频组的组合。例如，按下“8”键，发出DTMF信号频率为fL=852Hz、fH=1336Hz。
   
                              图3
          DTMF译码器为SC8870，它将每一个DTMF信号译成一个4位二进制代码输出，16个DTMF信号分别对应0000～1111共16个二进制代码。例如，对CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信号，SC8870译码后输出“1000”代码，对应按键“8”。
          3 语音电路
          语音电路用于录制和播放用户所要报警的语音信号或其他报警信息，相应信息可由用户预先设定并可随时修改。
          本系统中的语音电路选用语音录放芯片APR9600，该芯片是采用模拟存储技术的一款音质好、噪声低、不怕断电、可反复录放的新型语音电路，单片电路可录放32～60s。APR9600具有多种手动控制方式，多段控制时电路简单，采样速度及录放音时间可调，每个单键均有开始、停止和循环多种功能。
          4 铃流信号检测电路
          铃流信号检测电路用来检测电话线路上有无25Hz/90V铃流信号。如图4所示，极性保护电路由整流、滤波和稳压等电路组成。铃流信号经该电路后输出的高电平信号并不是规则的矩形波，还需经过由G1、G2两级施密特反相器构成的整形电路。这时，输出的高电平送入CPU，进行延时处理，等待铃流信号消失。
   
                                                                           图4
          5 忙音信号检测电路
          如前所述，拨叫DTMF电话号码后，受话方若正在接听电话，线路上送回忙音信号（周期为0.7s，占空比为50%的450Hz音频信号），CPU根据这一信号发出模拟挂机和延时指令。
          如图5所示，忙音检测由极性保护电路和NE567锁相环构成。NE567（Ⅰ）的检振频率为450Hz，用来确定线路中有无450Hz音频信号。因为忙音信号不是连续的音频信号，NE567（Ⅰ）的输出也不为连续的低电平，而是高低相间、频率为1.429Hz的振荡信号。NE567（Ⅱ）用来完成忙音识别，检振频率为1.429Hz，若前一级锁相环的输出信号频率刚好为1.429Hz，输出为一低电平，作为忙音存在的指示信号，送入CPU中，完成相关动作。
   
                                               图5
   
参考文献
1   卿太金. 热释电人体红外线传感器原理与应用（上）. 电子世界，1995
2   卿太金. 热释电人体红外线传感器原理与应用（下）. 电子世界，1995
3   周湘峻. 语音录放芯片APR9600. 电子世界，1999