基于無線傳感器的家庭網(wǎng)絡智能報警系統(tǒng)設計

摘 要:本文融合無線智能控制和傳感器技術，研制了基于無線傳感器的家庭網(wǎng)絡智能報警系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式，無需重新布線，特別適合已裝修的用戶和布線不方便場所。本系統(tǒng)基于電話網(wǎng)絡，但與電話網(wǎng)絡相互獨立，不影響電話的正常使用，并能通過語音提示操作，人機交互較好。

關鍵詞:無線防盜系統(tǒng);單片機控制; 無線傳感器

中圖分類號:TP277 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0087-01

智能化防盜技術經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，成為現(xiàn)在的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化。隨著科技信息的發(fā)展，無線智能控制防盜系統(tǒng)是智能化小區(qū)建設必不可少的部分并為小區(qū)住戶的安全提供可靠的保障。本課題采用無線網(wǎng)絡與單片機控制技術，使用無線傳輸，無需重新進行布線，尤其適用于已裝修和布線不便的場合。

一、本課題的主要研究內容

本系統(tǒng)運用無線傳感器技術，使用雙音多頻的解編碼技術，實現(xiàn)語音報警、主動撥號及電話控制，實現(xiàn)了家庭安防的無線網(wǎng)絡控制;其核心處理器是用AT89C51單片機作為開發(fā)平臺構建的。如果在家庭中使用此報警系統(tǒng)，可以有效的為人們的工作、生活學習解決后顧之憂，大大提高防盜的成功率。

利用多傳感器采集技術，無線發(fā)送接收，將警情信息按照一定的模式進行分析并將判斷結果以數(shù)據(jù)的形式傳送出去的安保技術集成。實現(xiàn)功能主要有:

(1)電話自動撥號與語音報警;(2)無線遙控布防、撤防，密碼可自行設定;(3)遠程操作，異地監(jiān)控;(4)無線發(fā)射接收;(5)報警撥號個數(shù)、順序可自行設定;(6)短信報警通知用戶。

二、硬件電路設計

本設計是以AT89C51單片機為核心來實現(xiàn)報警控制的。通過AT89C51單片機引腳實現(xiàn)DTMF收發(fā)電路和語音電路的控制。系統(tǒng)的硬件除了核心部件80C51外，主要由DTMF收發(fā)、射頻發(fā)射、射頻接收、語音、GSM網(wǎng)短信收發(fā)、傳感器和鍵盤七個部分組成。

(一)DTMF收發(fā)電路設計

在本系統(tǒng)的遠程通信設計中，要實現(xiàn)電話線遠程通信，最關鍵的是對DTMF收發(fā)電路的設計，這一部分需要實現(xiàn)鈴聲識別、自動撥號、遠程按鍵數(shù)字信號識別、忙音識別功能。所以，我們可選用MT8888雙音多頻(DTMF)收發(fā)器，使之與單片機、音頻放大電路結合，來檢測各種信號音和產(chǎn)生DTMF信號，并把產(chǎn)生的DTMF信號傳送到電話線上。

(二)語音電路設計

本系統(tǒng)主要采用語音芯片實現(xiàn)語音的提示及報警功能。ISD1420芯片是一個集單片語音記錄和回放于一體的芯片，記其錄時長是20秒，可被分為160小段，每小段125毫秒[12]。當REC 腳是低電平時，錄音;當PLAYE或者PLAYL是低電平時，放音。ISD1420芯片可以連續(xù)錄音，也可以分段錄音。

地址輸入端A0~A7的有效值范圍為00000000~10011111，這表示最多可將其劃分為160個存貯單元，最多可錄放160段語音信息。用A0~A7表示每段語音信息的起始地址，此起始地址又可直接反映錄放的起始時間。其關系見公式:

TQ=0.125s×(128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4A2+2A1+0)

(三)編碼與發(fā)射模塊

此設計的編碼芯片使用PT2262。PT2262特點:CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬:2.6-15v ，數(shù)據(jù)最多可達6位，地址碼最多可達531441種。

(四)解碼與信號接收模塊

與PT2262相對應的解碼芯片是PT2272。PT2272解碼芯片收到信號以后，把信號中地址碼經(jīng)兩次比較核對，如果核對正確VT引腳就會輸出高電平，并輸送到AT89C51 的INT1腳，可以觸發(fā)中斷處理程序，然后讀取D0—D3腳的數(shù)據(jù)碼，可以獲取報警傳感器的狀態(tài)和報警類型。

(五)短信息收發(fā)模塊

短信息業(yè)務是GSM網(wǎng)絡的一項基本業(yè)務，已經(jīng)被越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商所重視。目前，常用的GSM模塊有西門子的TC35系列、Wavecome的WMO2系列、中興的ZXGM18系列、愛立信的DM10/DM20系列、Falcom的A2D系列等，各種模塊的功能與用法差別很小。西門子TC35系列的模塊性價比高，并且比較早的獲得了國內無線電設備的入網(wǎng)許可證，因此本設計短信收發(fā)模塊就選用的西門子TC35系列的TC35i模塊。該模塊提供了標準的AT指令接口，為短消息、語音和傳真、數(shù)據(jù)的傳輸提供了快速、安全、可靠的渠道，方便用戶的應用開發(fā)和設計。

(六)傳感器的選用

在日常的家庭警情中，最常見的也是我們需要重點防范的就是不法分子的非法入侵，基于此實際情況，我們考慮使用紅外傳感器和無線門磁傳感器。

(七)鍵盤、顯示及外部存儲電路

為了保證報警探測器的準確性，需為報警系統(tǒng)設置密碼布防與撤防。本設計采用4行3列矩陣鍵盤，其中行線與P1.0—P1.3相連，列線與P1.4—P1.6相連。列線經(jīng)10KΩ電阻接+5V電源拉高，共12個按鍵，分別設定為0—9，*、#等按鍵號碼。其中“*”鍵用來表示系統(tǒng)要進行修改和查詢，“﹟”鍵用來表示一次輸入完畢。

三、軟件設計實現(xiàn)

本系統(tǒng)程序設計主要使用模塊化的程序設計思想，其中主程序是通過調用各子程序從而實現(xiàn)各部分功能的。進行軟件設計的時候，需要先進行總體的設計，然后對各子功能模塊進行設計，各子功能模塊均被調試通過后，再根據(jù)總體設計的主函數(shù)流程，把各子功能模塊組合起來，就構成了最終的應用程序。根據(jù)主函數(shù)流程要求、總體設計方案要求及各硬件電路的功能，把軟件設計分為報警處理子程序、短信報警子程序、振鈴檢測子程序、用戶設置子程序、遠程控制子程序等。報警處理模塊、短信報警模塊、振鈴檢測模塊都是作為外部計數(shù)器中斷或外部中斷的子程序來完成的。

此外，該系統(tǒng)結合電話網(wǎng)絡和GSM移動通信網(wǎng)絡，將警情用電話、短消息兩種形式來實現(xiàn)報警，這樣可以使報警更快速，更可靠。

參考文獻:

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