一種基于AT89S51單片機的簡易無線智能防盜報警器設計

張劍鋒　宋海麗

摘要

防盜是人們生活中必不可少的一部分，現在市場上智能防盜器價格昂貴、結構龐大、不具備無線收發功能，不適合個人家庭使用。在此背景下，簡易無線智能防盜器設計是一種社會趨勢，本文提出了一種簡易無線智能防盜報警器的設計思路、功能模塊設計和軟件系統流程設計方案。

關鍵詞：單片機；報警器；智能防盜

中圖分類號：TP227；TN876 文獻標識碼：B 文章編號：

Abstract：

Anti-theft is one essential part in our life. In present market， the intellectual anti-theft machine is not only expensive and huge but also doesnt have wireless transceiver function. Therefore， its not suitable for personal or family use. In this context， simple wireless intelligent anti-theft alarm system design is a trend in todays society. This thesis puts forward the plan of the designing idea， function module design and software design procedure for this simple wireless intelligent anti-theft alarm.

Keywords： SCM； Alarm； Intelligent Anti-theft

0 引言

隨著社會經濟飛速發展的強勁勢頭，人們的生活水平和生活質量均已獲得了明顯改善，重要表征之一即為購置家居用品的多樣和高檔。隨之而來地，人們對家庭安全保護防范意識也在日漸增強。智能化防盜報警器開始成為家庭必備選擇吸引了眾多用戶的矚目和青睞。而目前市面上的智能防盜器大多都是面向物業小區、保安公司、金融財政機構等，其所具備的網絡監控功能，致使儀器價格昂貴，因而不適合個人家庭使用。據此，本文研發提出了一種基于AT89S51單片機的簡易無線智能防盜報警器設計方案。

1 整體設計思路

簡易無線智能防盜報警器的總體設計框圖如圖1所示。

該無線智能防盜報警器設計方案以AT89S51單片機為控制核心，該控制系統的功能模塊則分別涵蓋有熱釋紅外監測模塊、帶編碼的無線收發模塊、微波多普勒雷達監測模塊、紅外收發模塊、DTMF[1]收發電路、看門狗電路和語音錄放電路模塊。系統功能實現過程可描述為：熱釋紅外監測模塊用于警情信息采集，當檢測到現場警情信號時，即可通過無線收發模塊把警情信號傳遞給單片機，單片機接受警情信號并加以處理；若確有警情發生，單片機將通過DTMF電路撥通系統事先內置的用戶電話號碼，向用戶發出報警。與此同時，當系統檢測到用戶接通后，單片機則接通語音電路模塊，并根據警情信息的不同，調取用戶事先設定并已錄制在語音電路模塊中的信息發送給用戶，從而成功實現遠程報警。

2 主系統和主要功能模塊設計

2.1 主系統設計

無線智能防盜報警器主系統采用AT89S51單片機為系統控制中心，實現對DTMF收發電路、語音電路、看門狗電路和遠程控制電路的功能調配和整合處理。下面，對其中重點設計給出詳盡分析。

2.1.1 雙音多頻收發電路

雙音多頻收發電路（DTMF）是實現電話號碼快速傳輸的一種可靠技術[1]，也是國際上采用的一種比較特殊的編碼技術。首先規定了8種不同頻率的單音頻信號，然后從8種不同單音頻信號中按照特定的規則選取其中2個進行組合，來實現電話系統中用戶的撥號信息。本設計方案采用MT8880作為雙音多頻收發電路主芯片，該芯片與單片機的電路連接則如圖2所示。

2.1.2 語音電路

語音電路的作用是當單片機檢測到有警情信號時，通過電話網絡通知用戶警情。用戶可以通過事先設定語音，規定一種語音可以代表一種警情發生地點，警情程度，在將語音錄制完成后，可于需要時發送給用戶。本方案選擇具有分段錄音和放音功能的ISD1420[2]作為核心芯片。該芯片與單片機連接如圖3所示。語音集成電路ISD1420的14、15引腳輸出音頻信號，實際應用中，由于ISD1420輸出的信息電平[2]與固話網絡傳輸標準不符，使得輸出信號即需要在經過運算放大器以后才能與電話網絡實現順暢連接。

在系統程序運行過程中，難免會受到來自系統內、外部的干擾，導致程序運行偏離了正常設定路徑。為此，本次設計方案中采用了X5045芯片，在其內部固定有512字節的電可擦除只讀存儲器，可將其用于存儲用戶固定電話號碼。

2.2 主要功能模塊設計

2.2.1 熱釋紅外監測模塊

熱釋紅外監測模塊由紅外信號探頭和紅外信號檢測與處理電路共同組成，在本設計方案中，紅外探頭選擇KP506B熱釋紅外傳感器，信號檢測與處理電路選擇BISS0001[3]。KP506B熱釋紅外傳感器具有濾波鏡片，在安裝時要選取合適的安裝角度和安裝位置，提高探測靈敏度，降低誤報幾率。探頭可以檢測來自人體特有紅外輻射，經傳感器處理以后，輸出電信號，再經BISS0001電路放大整形后輸出高電平。在定時期間BISS0001的第2引腳為高電平，加到圖4中三極管Q5的基極，使其飽和導通，Q5的集電極和發射極之間的壓差近似為零，其集電極被強制拉為低電平，輸出信號A0則送至編碼電路中的編碼發射電路PH2262，從而觸發設定編碼。

2.2.2 帶編碼的無線收發模塊

帶編碼的無線收發模塊由發射電路和接收電路聯合組成，無線編碼發射電路選擇芯片PT2262[4]，無線解碼接收電路選擇芯片PT2272[4]。當熱釋紅外監測模塊檢測到有警情發生時，將觸動PT2262編碼并發射出去，當解碼接收芯片PT2272接收到相同地址碼的PT2262所發送信號后，即可執行解碼，并把自身的地址碼和發射芯片的地址碼對比，經過2次核對、均為相同時，PT2272的17引腳將輸出高電平，單片機AT89S51收到該信號后，即可得知紅外傳感器的狀態，進而得到警情信息。

3 系統軟件流程設計

根據無線智能防盜器報警器的整體設計思路，系統軟件設計流程如圖5所示。

4 結束語

針對時下的報警器當檢測到有警情發生時只能就地報警的狀況分析后可知，報警器中沒有配置微控制器，使其安裝、擴展既不方便，又易于損壞，而且價格也趨于昂貴。本款設計提出的基于AT89S51單片機的簡易無線智能防盜報警器，以單片機為控制器中心，利用熱釋電紅外傳感探頭KP506B對警情信號進行采集，通過BIS0001信號處理電路后，由編碼發射芯片PT2262和解碼接收芯片PT2272配合，實現與單片機的無線通信，單片機處理后發出控制信號，自動撥通用戶電話進行報警提示。該款報警器基于現實需求研發實現，從而可以更為安全、高效地提升人們的生活品質。

參考文獻

[1]姚偉超，徐杰. 基于DTMF技術的遠程監控系統設計[J]. 自動化技術與應用，2012，31（9）：40–43.

[2]熊建云. 基于ISD1420的智能儀器語音系統的設計[J]. 自動化與儀器儀表，2013，（4）：60–62.

[3]吳傲寒，劉志昌. 基于人體紅外傳感器的老年臥室照明系統的設計[J]. 計算機與數字工程，2012，40（5）：69–71.

[4]楊寧. 基于PT2262和PT2272的無線求救系統設計[J]. 無線互聯科技，2013（7）：78，80.