智能無線防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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隨著國(guó)家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。本文運(yùn)用單片機(jī)控制技術(shù)和射頻無線通信技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的傳感器，開發(fā)出一種智能無線防盜系統(tǒng)。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/21461.htm1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
該無線防盜報(bào)警系統(tǒng)主要由傳感器和報(bào)警器組成。圖1為報(bào)警器電路組成框圖。
若某個(gè)傳感器檢測(cè)到相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)后，將該報(bào)警信號(hào)傳送給無線編碼芯片pt2262，pt2262將自身的地址碼和數(shù)據(jù)碼進(jìn)行編碼后通過射頻發(fā)射電路發(fā)射出去。當(dāng)報(bào)警器上的射頻接收模塊接收到該無線信號(hào)后，將其進(jìn)行放大后送入無線解碼芯片pt2272，pt2272將自身的地址碼和接收信號(hào)中的地址進(jìn)行比較，只有兩者連續(xù)兩次比較相同時(shí)，pt2272向外輸出vt信號(hào)將cpu中斷，并將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。cpu在收到該中斷信號(hào)后，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果該數(shù)據(jù)是遙控器上的撤防鍵，則cpu進(jìn)入撤防狀態(tài)，此時(shí)。報(bào)警器對(duì)除煙霧傳感器、可燃?xì)怏w傳感器外的報(bào)警信號(hào)均不予理睬；如果接收到的是紅外傳感器的報(bào)警信號(hào)．則報(bào)警器向用戶播放家里有小偷的提示語音。以便用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。?dāng)用戶掛斷電話后．報(bào)警器將此傳感器報(bào)警時(shí)間進(jìn)行記錄，如果同一個(gè)傳感器的下一次報(bào)警距此次報(bào)警的時(shí)間間隔大于用戶設(shè)定的報(bào)警間隔，則報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，否則報(bào)警器不進(jìn)行響應(yīng)。
2 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 無線接收及其解碼電路
超再生無線電接收器可以用簡(jiǎn)單的電路完成無線電信號(hào)的接收和檢波，同時(shí)他還具有很強(qiáng)的信號(hào)放大能力，在無線電遙控電路中有著廣泛的應(yīng)用。我們采用了超再生無線電接收器電路來實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。
無線接收模塊wrx將pt2262發(fā)出的無線信號(hào)接收并解調(diào)后送入pt2272的輸入端，pt2272將接收到的信號(hào)中的地址碼和本身的地址碼進(jìn)行比較，如果連續(xù)兩次比較正確后向外輸出vt信號(hào)，并將接收到的數(shù)據(jù)碼進(jìn)行鎖存，從d3～d0口輸出。連接在osc1和osc2中間的電阻是用來調(diào)整pt2272的時(shí)鐘頻率的，他必須和pt2262的時(shí)鐘頻率相匹配，常用的有270 khz／1．5 mhz，680 khz／3．3 mhz，820 khz／4．7 mhz。
2．2 dtmf收發(fā)電路
電話機(jī)的撥號(hào)信息是通過dtmf(雙音多頻)信號(hào)傳送的，報(bào)警器的指令輸入需要由電話機(jī)按鍵輸入，所以報(bào)警器內(nèi)置dtmf接收電路。dtmf部分接收電路如圖3所示。
當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，報(bào)警器需要自動(dòng)撥打預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼，因此增加了dtmf發(fā)送電路，見圖3。ht9200a是串行輸入的dtmf產(chǎn)生芯片。當(dāng)需要進(jìn)行撥號(hào)時(shí)，cpu將ce信號(hào)設(shè)置為低電平，此時(shí)ht9200a時(shí)鐘開始起振，準(zhǔn)備工作。然后cpu在時(shí)鐘的下降沿，將要撥打的電話號(hào)碼的5個(gè)比特的二進(jìn)制碼送入ht9200a。當(dāng)ht9200a接收到5個(gè)比特之后，就根據(jù)其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)向外部送出dtmf信號(hào)。例如要撥"1"，則需要依次送出"10000"，要讓ht9200a停止向外發(fā)送dtmf信號(hào)，可向其送出"11111"的數(shù)據(jù)。在撥號(hào)時(shí)，一個(gè)號(hào)碼的持續(xù)時(shí)間必須在50
ms以上，號(hào)碼之間的間隔也必須保持50 ms以上。
2．3 自動(dòng)摘機(jī)及斷線檢測(cè)電路
當(dāng)報(bào)警器接收到報(bào)警信號(hào)時(shí)，需要撥打預(yù)先設(shè)定的電話號(hào)碼，因此必須進(jìn)行電話機(jī)的控制。自動(dòng)摘掛機(jī)及電話線斷線檢測(cè)電路如圖4所示。
當(dāng)電話線連接正常時(shí)，電話線上的電壓約為40 v左右，此信號(hào)經(jīng)整流后送入q6的基極，使得q6導(dǎo)通，此時(shí)line_break信號(hào)一直為低電平，當(dāng)電話線斷開時(shí)，q6基極電平下降為o
v，此時(shí)q6截至，line_break信號(hào)變?yōu)楦唠娖健?
2．4 監(jiān)聽電路
監(jiān)聽電路由音頻放大電路和高通濾波器組成，如圖5所示。在監(jiān)聽時(shí)，由麥克風(fēng)收集到的聲音信息通過電容c1耦合到運(yùn)放u1a的反向輸入端，u1a為負(fù)反饋運(yùn)放電路，r3為反饋電阻，其放大倍數(shù)為-r3／r2，r4和r5組成分壓電路，使得u1a虛地電壓為vcc/2。c4將u1a的輸出耦合到u1b。u1b為帶有放大功能的高通濾波器，其放大倍數(shù)為1+r8/r7。我們選擇合適的電阻，使得u1a的放大倍數(shù)為100倍，u1b的放大倍數(shù)為50倍。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在選擇監(jiān)聽時(shí)，很微小的聲音都可以很清楚地聽見。
報(bào)警器里可能會(huì)混有市電50 hz干擾，為了濾除這種干擾，在電路中增加了由u1b組成的高通濾波器。濾除掉的低頻部分不會(huì)對(duì)監(jiān)聽到的聲音信號(hào)產(chǎn)生影響。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，該電路效果非常好。
2．5 微控制器電路
由于報(bào)警器要求有報(bào)警時(shí)不可漏報(bào)，沒有報(bào)警時(shí)不能誤報(bào)，因此要求該報(bào)警器工作非常穩(wěn)定可靠，而且斷電后信息不丟失。我們選用了飛利浦公司的p89lpc932a1芯片作為主控芯片。其主要特性包括：
8 kb可擦除flash程序存儲(chǔ)器；256bram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，512 b附加片內(nèi)ram，可省去外部ram；512 b用戶數(shù)據(jù)e2prom存儲(chǔ)器，可用來存放器件序列碼及設(shè)置參數(shù)；2個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器；在同一時(shí)鐘頻率下，其速度為標(biāo)準(zhǔn)80c51器件的6倍，只需要較低的時(shí)鐘頻率即可達(dá)到同樣的性能，降低了功耗和emi；內(nèi)部包括看門狗電路，其具有獨(dú)立的振蕩器。
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
在軟件設(shè)計(jì)中，選用smallrtos操作系統(tǒng)。他是一種源代碼開放的、對(duì)硬件系統(tǒng)要求較低的、可應(yīng)用在5l系列單片機(jī)上的小型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。其最多可管理16個(gè)任務(wù)，按照任務(wù)的優(yōu)先級(jí)執(zhí)行任務(wù)，總是執(zhí)行優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)，允許中斷嵌套，最多可嵌套255層中斷。并且smallrtos的ram需求很小，在不需要外部ram的情況下也可使用。
軟件采用定時(shí)器0作為系統(tǒng)時(shí)鐘，每隔10ms進(jìn)行任務(wù)切換，執(zhí)行優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)，該軟件系統(tǒng)共有5個(gè)任務(wù)，按其任務(wù)優(yōu)先級(jí)高低分別是：
feeddog：喂狗程序，每隔1.5s運(yùn)行一次，看門狗溢出時(shí)間設(shè)置為2.62s；
radioproc：遙控器或者探頭發(fā)出的無線電信號(hào)時(shí)的程序，他根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)碼進(jìn)行相應(yīng)的判斷，并根據(jù)需要向dial任務(wù)發(fā)送信號(hào)，通知其下一步的操作。
dial：當(dāng)接收到報(bào)警信號(hào)時(shí)，撥打用戶設(shè)置的電話號(hào)碼，當(dāng)用戶接通電話后，向用戶播放用戶預(yù)先錄制的錄音，當(dāng)用戶未接聽電話時(shí)，重復(fù)多次進(jìn)行撥打。
monitorline：對(duì)電話線進(jìn)行檢測(cè)的任務(wù)，每隔1s進(jìn)行電話線的檢測(cè)，當(dāng)處于設(shè)防狀態(tài)并且電話線斷開時(shí)，打開警笛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。
評(píng)論