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智能化电话报警器的研制

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作者:浙江万里学院 鲁俊生 萧四友 万光毅 宁波中泰公司 陈建定时间:2007-08-27来源:单片机及嵌入式系统应用收藏

  摘要:介绍一种以单片机作为控制核心的。利用电话网传输数字和语音信息,设计新颖,功能齐全,可靠性高,操作方便。这种报警器是机要部门、仓库及居家环境实现安全防范的现场化设施。

    关键词:

引言

  改革开放以来,在城市大发展的过程中,大量外地人口涌入城市,给社会治安带来很大压力。工厂、机关和居家失盗、失火、抢劫事件时有发生;个别地方尤为严重,损失惊人。由此引起公安部门的高度重视和社会各届人士的普遍关注。有些部门和居民小区开始派人白天守卫、夜间巡逻,并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防范措施,将主人装在铁笼子中以求安全。一旦发生警性(如火警或煤气泄漏),才发现铁笼子将消防人员在事故现场之外,难以即时救助,实为弊端。从整顿市容角度来看,亦为雅观。为此,政府部门提倡采用高科技手段实现技术防范措施。在社会治安的现实需求和政府部门的推动下,市场上国产和进口的防盗报警应运而生。为此,我们分析、对比了国内外的十种防盗报警器的内部结构和功能;结合国内使用条件,研制适合国情的智能化。经过不懈努力,已经取得成功。

一、总体设计方案和技术要求

  过去不少单位已经安装了防盗报警装置,为何仍然失盗?为何至今仍然有人不习惯于使用防盗报警装置?这里涉及到机器的功能、可靠性以及机器在使用过程中是否简单方便、便于编程等一系列的问题。我们经过长期调查研究,从技术上认真分析,认为需满足下列技术要求,方能实现功能完善、操作方便这两个主要目标:

  (1)报警器灵敏度要高,又要求防止误报,就必须有微电脑监控。它能对来自传感器的事故信息进行分析,排除因小动物入侵而产生的误报信号及其他环境干扰信号。

  (2)事故地点(报警站)与被呼叫对象(接收站)之间的空间距离应不受限制。

  (3)语音和数字信息都可在同一条信道上传输。采用哪种传输方式(数字或语音),可由用户自行决定。

  (4)由于用户环境不同,配合使用的传感器类型及数量亦不相同。对于如此多样化的用户环境,机器的设置项目就要多一些(特别是进口产品),造成用户操作不便。为此我们事先编好适应多样化用户环境的并按顺序编号,使得用户只需用电话机按键拨号,键入事先编好的序号及适当的参数即可实现各种程序化操作,适应不同环境的要求。用户编程精简指令就像使用计算机一样简单方便,容易接受。

  (5)用EEPROM固化程序,程序中的关键数据(如用户报警电话的号码)可以临时在电话机键盘上修改又不因掉电而丢失。

  (6)如因故死机,应能自动恢复正常运行。

二、技术措施

  上述要求是一项艰巨的任务但也是必须要达到的目标。为此我们经过长期努力,采用以下技术措施,实现了上述目标:

  (1)采用公用电话线作为信息传输媒体,不用无线电方式。这样,机器受干扰少,误报率低,使用范围更加宽广。凡是有公共电话的地方,报警信息都可以到达,距离不受限制。充分利用公共电话线路普及性的优势,成本大大降低。同时简化了设计,提高了可靠性。

  (2)传送报警信息用语音方式或数字信息方式,可由用户选择。语音简短明确,可在电话机上收听,使用方便。在有条件安装计算机的地方(如110报警中心及单位保卫部门),还可传送数字信号,便于计算机与报警器之间实现数字通信。

  (3)报警器设有拨号修改用户密码的电路,可以在很远的地方通过电话线路修改自己家中的电话报警器的密码,远程控制报警器的设防或撤防操作。

  (4)安装看门狗电路,因故死机后能自动恢复正常运行。

  (5)电话设计、元器件筛选及接插件安装过程符合国家《防盗报警控制器通用技术条件》(GB12663-90)。

  (6)在EEPROM中写入9条精简指令,断电后可以永久保存。同时用户可自行设置密码,他人无法使用,保密性好。

  (7)9条精简指令如下:

  ①用户设定或修改密码;

  ②用户设定第一个被呼叫的电话号码(最多16位数字);

  ③用户设定第二个被呼叫的电话号码(最多16位数字);

  ④用户设定第三个被呼叫的电话号码(最多16位数字);

  ⑤用户设定第四个被呼叫的电话号码(最多16位数字);

  ⑥用户设定8个防区(对应8个传感器)的设防或撤防状态;

  ⑦用户设定8个防区是有声报警,或是无声报警(有声报警是拉响现场喇叭,驱走入侵者;无声报警是现场无声,声音由电话线路单线传送到被呼叫电话机上,外人听不到);

  ⑧用户自行录入8段(分别对应于8个传感器)语音,作为预定的报警语音;

  ⑨用户通过电话机拨号操作,可以对报警器设防或撤防。

  以上9条预先编好的程序,按顺序编号。用户只需通过电话拨号盘拨号,即可选择各种操作。这些操作跟操作计算器一样方便。

三、总体设计电路框图

  我们设计完成的智能电话报警器,做到了上述技术要求。其总体设计的电路结构框图如图1所示。

四、主要电路分析

1.传感器与信号输入接口

  要求居家安全,应确保被监视的区域(阳台、门窗、过道、金库等)置于传感器的敏感区域内。

  现有的传感器产品很多,如红外热释电探头、微波多普勒效应探头、微波-红外复用探头,用于检测盗贼侵入很灵敏。离子烟感器和半导体气敏传感器用于监视火警及煤气泄漏。传感器产品大多用继电器作信号输出端。正常时继电器触头开路,报警时触头闭合。传感器与信号输入接口电路如图2所示。

  正常时晶体管集电极输出低电平;报警时输出高电平。8个晶体管分别将来自8路传感器的信号传送到74F373的8个输入端,供CPU读取。若8个传感器未满额,空闲的晶体管仍然会输出低电平,不会报警IN0~IN7分别对应来自8个传感器的电平信号。

2.语音控制与录放电路

  语音控制与录放电路如图3所示。采用ISD2575芯片作数字录音器件。录放音时间可达75s。可连续录放亦可通过地址线(A0~A9)选择分段录放。图3中将地址线A0~A4接地,仅用A5~A9可选32段或少于32段。我们只选8段。若将74ALS374的1脚(OE)通过K1接地(ON),则ISD2575芯片处于联机状态,语音芯片及录放电路受CPU控制;若将74ALS374的1脚浮空(开关K1的5脚OFF),则Q0~A7为高阻态,语音芯片处于脱机状态并受K1和K2控制,可用手拨开关实现录放操作。

  语音芯片ISD2575的片选输入端CE(23脚)为低脉冲时启动放音周期。放音不随CE电平的返高而结束。CE信号的下降沿启动录音周期。PD脚(24脚)为高时进入低功耗状态(非录放状态)。P/R(27脚)输入端为高电平时选定放音周期,低电平为录音周期。

  用户可事先选定脱机状态,手动开关K1和K2录入各段在报警时需要播放的固定语音段。报警器值班时语音芯片应处于联机状态。报警时程序能根据正在报警的传感器的编号(0~7)自动判断8种警性并按警情编号去选择应该播放的哪一段。图3中MIC为驻极体微音器。喇叭可监听到从电话网上收发的信号或语音信号。用MC34119作语音功放芯片,可调整放音输出的幅度。

3.发送/接收电路

  双音多频发送/接收电路如图4所示。

  5087是配合电话机键盘使用的双音多频()发送芯片。其输入引脚C1~C4(列)和R1~R4(行)对应电话机键盘(4行



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