基于無線傳感器的家庭網絡智能報警系統設計

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絡智能報警系統，數據采用無線傳輸方式，無需重新布線，特別適合已裝修的用戶和布線不方便場所。本系統基于電話網絡，但與電話網絡相互獨立，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;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

智能化防盜技術經歷了20多年的發展，成為現在的數字化、網絡化、智能化。隨著科技信息的發展，無線智能控制防盜系統是智能化小區建設必不可少的部分并為小區住戶的安全提供可靠的保障。本課題采用無線網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

本系統運用無線傳感器技術，使用雙音多頻的解編碼技術，實現語音報警、主動撥號及電話控制，實現了家庭安防的無線網絡控制;其核心處理器是用AT89C51單片機作為開發平臺構建的。如果在家庭中使用此報警系統，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據的形式傳送出去的安保技術集成。實現功能主要有:

(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，異地監控;(4)無線發射接收;(5)報警撥號個數、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報警控制的。通過AT89C51單片機引腳實現DTMF收發電路和語音電路的控制。系統的硬件除了核心部件80C51外，主要由DTMF收發、射頻發射、射頻接收、語音、GSM網短信收發、傳感器和鍵盤七個部分組成。

(一)DTMF收發電路設計

在本系統的遠程通信設計中，要實現電話線遠程通信，最關鍵的是對DTMF收發電路的設計，這一部分需要實現鈴聲識別、自動撥號、遠程按鍵數字信號識別、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生DTMF信號，并把產生的DTMF信號傳送到電話線上。

(二)語音電路設計

本系統主要采用語音芯片實現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 ，數據最多可達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，可以觸發中斷處理程序，然后讀取D0—D3腳的數據碼，可以獲取報警傳感器的狀態和報警類型。

(五)短信息收發模塊

短信息業務是GSM網絡的一項基本業務，已經被越來越多的系統運營商和系統開發商所重視。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許可證，因此本設計短信收發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、數據的傳輸提供了快速、安全、可靠的渠道，方便用戶的應用開發和設計。

(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

本系統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，再根據總體設計的主函數流程，把各子功能模塊組合起來，就構成了最終的應用程序。根據主函數流程要求、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器中斷或外部中斷的子程序來完成的。

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

參考文獻:

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