基于單片機(jī)的家用智能防火防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的家用智能防火防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)摘 要隨著人們安全防范意識(shí)的提高，家用防火防盜報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)有非常廣闊的發(fā)展空間。本文設(shè)計(jì)的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，它將電子探測(cè)、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個(gè)兩級(jí)聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜、防火報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件部分主要由傳感器檢測(cè)電路部分、主控單元電路、DTMF撥號(hào)電路、語音報(bào)警電路、鍵盤接口電路、顯示電路、忙音和回鈴音檢測(cè)電路等7大部分組成。軟件部分包括主程序、檢測(cè)報(bào)警子程序、撥號(hào)子程序、語音處理子程序、按鍵子程序、顯示子程序等。該系統(tǒng)采用多傳感器設(shè)計(jì)思想，綜合應(yīng)用了溫度探測(cè)器、光電感煙探測(cè)器和一氧化碳探測(cè)器進(jìn)行防火探測(cè)，并應(yīng)

2、用紅外探測(cè)器與微波探測(cè)器組成的雙鑒探測(cè)器進(jìn)行防盜探測(cè)，解決了傳統(tǒng)單一探測(cè)器的誤報(bào)率和漏報(bào)率高的問題，增加了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 防火防盜 報(bào)警器 家用探測(cè)器目 錄一、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景1二、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)1三、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2（一）防火探測(cè)器的設(shè)計(jì)2（二）防盜探測(cè)器的設(shè)計(jì)5（三）主控單元電路設(shè)計(jì)6（四）自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路設(shè)計(jì)6（五）語音報(bào)警電路設(shè)計(jì)7（六）鍵盤接口及顯示電路設(shè)計(jì)7四、家用智能防火防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)8（一）系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)8（二）檢測(cè)報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)9（三）撥號(hào)模塊程序設(shè)計(jì)10（四）語音模塊程序設(shè)計(jì)11（五）

3、按鍵模塊程序設(shè)計(jì)11（六）顯示模塊程序設(shè)計(jì)13設(shè)計(jì)小結(jié)15參考文獻(xiàn)16致 謝17附錄一：程序代碼清單18一、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景報(bào)警設(shè)備對(duì)于保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要。目前防盜報(bào)警產(chǎn)品在我國的普及率只有20%，與歐美等發(fā)達(dá)國家高達(dá)70%的普及率相比，我國防盜報(bào)警產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展才剛剛起步，尤其在家庭安防報(bào)警系統(tǒng)方面的認(rèn)可度和普及率更低。隨著人們安全防范意識(shí)的提高，會(huì)有更多的人選用家庭安防報(bào)警產(chǎn)品，可以預(yù)見家庭安防報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)有非常廣闊的發(fā)展空間?，F(xiàn)有的家庭安防報(bào)警系統(tǒng)按使用場(chǎng)所可以分為聯(lián)網(wǎng)型和單戶型兩大類。聯(lián)網(wǎng)型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)由多個(gè)小型報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)組成社區(qū)型的安防報(bào)警中

4、心，報(bào)警中心一般使用報(bào)警接收機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和打印機(jī)設(shè)備等。當(dāng)報(bào)警事件發(fā)生時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的數(shù)據(jù)顯示在電子地圖的相應(yīng)位置，同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以調(diào)出報(bào)警點(diǎn)的配置和現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)資料，供警情處理人員快速判斷和處理。聯(lián)網(wǎng)型家庭安防報(bào)警系統(tǒng)主要應(yīng)用于新建小區(qū)，而且需要用戶普遍接受該系統(tǒng)。用戶端自動(dòng)報(bào)警器安裝于居民住宅，用于對(duì)居民住宅各個(gè)不同部位的不同類型探測(cè)智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)器(紅外、微波、光電感煙、溫度、一氧化碳)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，并對(duì)從各個(gè)探測(cè)器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。一旦有人非法入室、室內(nèi)起火、煤氣泄漏等情況發(fā)生時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的報(bào)警探測(cè)器立即將相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)（探測(cè)器的編號(hào)）加密后傳送給報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)

5、對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行解碼和判斷，得出報(bào)警類型，確認(rèn)無誤后，通過家中的電話線路自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警，并與中央控制器建立聯(lián)系，將相關(guān)信息傳送至中央控制器中。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和制造業(yè)技術(shù)等的迅速發(fā)展，有關(guān)家庭安防報(bào)警方面的產(chǎn)品也愈來愈豐富。近年來國內(nèi)外已有如博世、霍尼韋爾、艾禮富科立信、聯(lián)騰、宏泰等多家品牌公司開發(fā)研制出了一系列的家庭安防報(bào)警產(chǎn)品，它們可以通過有線或無線的方式完成一些報(bào)警和求助等功能，并且進(jìn)行了比較成功的應(yīng)用。例如上海聯(lián)騰公司的報(bào)警主機(jī)LT-B2102/ZX1具有電話語音遠(yuǎn)程報(bào)警功能，包括支持通過公用電話網(wǎng)或GSM。二、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)本防盜防火報(bào)

6、警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將電子探測(cè)、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個(gè)兩級(jí)聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜、防火報(bào)警系統(tǒng)。圖1是智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖，主要由7大部分組成:傳感器檢測(cè)電路部分，主控單元電路，DTMF撥號(hào)電路，語音報(bào)警電路，鍵盤接口電路及顯示電路，忙音、回鈴音檢測(cè)電路。該智能報(bào)警系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能:89C51單片機(jī)對(duì)雙音多頻(DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換， DTMF撥號(hào)電路與89C51單片機(jī)通過電話網(wǎng)絡(luò)完成住宅與外部的聯(lián)絡(luò)。當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到意外情況后，就發(fā)出報(bào)警電平信號(hào)到主控制部分89C51單片機(jī)處，單片機(jī)通過

7、接口電路對(duì)讀取的電平進(jìn)行處理，然后控制雙音多頻撥號(hào)芯片向電話線路撥出電話號(hào)碼，與此同時(shí)控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號(hào)到電話線路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警，撥號(hào)完成接聽回鈴聲后，模擬掛機(jī)，從而完成向區(qū)域控制中心的單位保衛(wèi)部門、110/119報(bào)警臺(tái)電話機(jī)或用戶發(fā)出呼叫信號(hào)，告知對(duì)方住宅被盜或有火災(zāi)發(fā)生。報(bào)警系統(tǒng)在撥號(hào)報(bào)警的同時(shí)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器，進(jìn)行事件的現(xiàn)場(chǎng)光（LED）報(bào)警，并啟動(dòng)語音電路，播放相應(yīng)警情的語音提示音。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，報(bào)警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。光電感煙火災(zāi)探測(cè)器溫度探測(cè)器遠(yuǎn)紅外線防盜探測(cè)器微波防盜探測(cè)器CO探測(cè)器主控單片機(jī)89C51忙音、回音鈴檢測(cè)電路鍵盤接口

8、電路及顯示電路看門狗電路語音報(bào)警電路DTMF撥號(hào)電路計(jì)算機(jī)接口電路去電話線到區(qū)域控制中心圖1家庭防火防盜報(bào)警系統(tǒng)功能框圖本系統(tǒng)還配置有應(yīng)急按鍵，當(dāng)家庭出現(xiàn)緊急情況時(shí)可通過報(bào)警主機(jī)鍵盤上的應(yīng)急按鍵直接撥號(hào)報(bào)警。三、家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（一）防火探測(cè)器的設(shè)計(jì)防火探測(cè)器是由溫度探測(cè)、光電感煙探測(cè)和一氧化碳探測(cè)構(gòu)成的復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器。多傳感器設(shè)計(jì)思想解決了傳統(tǒng)防火探測(cè)器一直存在的誤報(bào)率高的問題，增強(qiáng)了火災(zāi)探測(cè)的可靠性。復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器原理如圖2所示。溫度探測(cè)器光電感煙探測(cè)器CO氣體探測(cè)器預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)MCU單片機(jī)Alert圖2 復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器原理示意圖由于單元探測(cè)技術(shù)所采用的單一參數(shù)火

9、災(zāi)探測(cè)器(包括閾值觸發(fā)式和模擬量式)對(duì)火災(zāi)特征信號(hào)響應(yīng)靈敏度的不均勻性，導(dǎo)致它對(duì)實(shí)際火災(zāi)的探測(cè)能力受到了限制，尤其是用于對(duì)家庭住宅火情的準(zhǔn)確探知更是尤為重要。因此，報(bào)警系統(tǒng)中對(duì)火災(zāi)信號(hào)的檢測(cè)采用多傳感器/多判據(jù)的火災(zāi)探測(cè)技術(shù)，將探測(cè)器探測(cè)到的多元火災(zāi)探測(cè)信息經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行綜合判斷，在軟件設(shè)計(jì)中加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法，仿真實(shí)現(xiàn)了多元同步智能探測(cè)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法處理己實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)中只取用其處理后的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警處理。實(shí)際上，響應(yīng)各種不同類型的火災(zāi)，通常使用不同類型的火災(zāi)傳感器，它們有不同側(cè)重的檢測(cè)對(duì)象。光電感煙探測(cè)器不僅可探測(cè)一般火情，對(duì)陰燃火尤其有極好的探測(cè)效果，主要用于火情早期各種燃燒的

10、煙霧顆粒進(jìn)行探測(cè)，這一點(diǎn)就彌補(bǔ)了感溫探測(cè)器對(duì)陰燃火不敏感，響應(yīng)速度慢以及不能區(qū)分是火災(zāi)的熱還是空調(diào)或烹飪蒸氣的熱等缺點(diǎn)；但溫度與光電感煙探測(cè)器都不能區(qū)分有些煙霧究竟是火災(zāi)的煙還是烹飪蒸汽或香煙的煙霧，由此，在設(shè)計(jì)中增加了C0探測(cè)部分，可以探知早期火災(zāi)煙霧中的C0成分，這樣就大大降低了各種環(huán)境因素的干擾，提高了報(bào)警的可信度。下面分別介紹三種傳感器的電路設(shè)計(jì)。1.溫度探測(cè)器溫度探測(cè)器使用數(shù)字溫度傳感器DS1820，它只有三個(gè)引腳，是將溫度傳感器和信號(hào)調(diào)理電路集成在一塊芯片中，節(jié)省了外圍硬件，應(yīng)用非常方便。DS1820的測(cè)溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)

11、，通過內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)受溫度影響的振蕩器周期的計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。2.光電感煙探測(cè)器整個(gè)電路主要分為紅外線脈沖發(fā)射部分和接收部分，一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧中的細(xì)微顆粒將對(duì)紅外線脈沖發(fā)生漫反射，并變換成相應(yīng)的電信號(hào)，該信號(hào)由運(yùn)放交流放大后經(jīng)比較器送單片機(jī)處理并報(bào)警。電路原理如圖3所示。555振蕩電路紅外發(fā)射管光電接受三極管比較電路運(yùn)算放大電路U圖3 光電感煙探測(cè)器原理圖紅外發(fā)射電路中的555電路用于產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖波形，使用555電路的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是輸出脈沖的占空比可調(diào)，便于設(shè)計(jì)不同要求的驅(qū)動(dòng)輸出。比較器的反相端接電阻器和可調(diào)電阻器，這樣就可以根據(jù)探測(cè)器所需要的不同靈敏度來調(diào)節(jié)比較電位。3.CO氣體探測(cè)

12、器CO氣體探測(cè)器是采用MGS1100一氧化碳傳感器作為CO敏感元件，對(duì)CO響應(yīng)的選擇性好，并具有靈敏度高，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在信號(hào)采集的同時(shí)加以溫度補(bǔ)償，最后利用MCU單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和特性修正。防火探測(cè)器電路由上述三種傳感器組成，克服了環(huán)境因素的干擾。單片機(jī)進(jìn)行處理時(shí)可采用多循環(huán)檢測(cè)，在達(dá)到了規(guī)定檢測(cè)次數(shù)(如20次)，并且每次均檢測(cè)到了煙霧信號(hào)和CO氣體信號(hào)，測(cè)量溫度也超出報(bào)警溫度上限時(shí)，MCU發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，否則認(rèn)為沒有火災(zāi)發(fā)生。（二）防盜探測(cè)器的設(shè)計(jì)防盜探測(cè)器是由紅外與微波探測(cè)器組成的雙鑒探測(cè)器。雙鑒探測(cè)器工作時(shí)將探測(cè)到的紅外和微波兩種信號(hào)經(jīng)過與非門處理后送單片機(jī)，即只有同時(shí)檢測(cè)到兩個(gè)

13、探測(cè)器輸出端口為高電平信號(hào)時(shí)，自動(dòng)報(bào)警器才會(huì)響應(yīng)盜情報(bào)警信號(hào)，否則不報(bào)警。較之以往的微波或紅外單信號(hào)探測(cè)器，其誤報(bào)率明顯下降，原理示意圖如圖4所示。熱釋電紅外探測(cè)器微波探測(cè)器74LS00與非門用戶端自動(dòng)報(bào)警器AT89C51Alarm0圖4 雙鑒探測(cè)器原理示意圖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在紅外探測(cè)器中，通過菲涅爾透鏡的分割方式的改變可以降低由于小寵物引起的誤報(bào)，從而彌補(bǔ)了微波探測(cè)器監(jiān)視面積較大的弱點(diǎn)。但紅外探測(cè)器對(duì)環(huán)境溫度的變化比較敏感，而微波探測(cè)器所檢測(cè)的只是活動(dòng)的目標(biāo)，所以對(duì)于如果只是溫度變化引起的干擾并不會(huì)被自動(dòng)報(bào)警器響應(yīng)。通過這樣雙重的檢測(cè)就進(jìn)一步減小了外界干擾，降低了報(bào)警信號(hào)誤報(bào)的發(fā)生率。下面詳細(xì)介紹

14、本系統(tǒng)中紅外與微波探測(cè)器電路的設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)以及實(shí)際的工作過程。1.熱釋電紅外線探測(cè)器在自然界，任何高于絕對(duì)溫度的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。熱釋電紅外線防盜探測(cè)器中的檢測(cè)元件是BISS0001，該器件是CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐罚嘤脼榧t外專用芯片，它具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器。2.微波防盜探測(cè)器微波防盜探測(cè)器是由MOS場(chǎng)效應(yīng)管C3355、電阻和電容組成的高頻振蕩電路，電路產(chǎn)生微波信號(hào)后經(jīng)過人

15、或物體反射和原信號(hào)產(chǎn)生頻移，微小的頻移信號(hào)經(jīng)過放大處理后輸出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警范圍實(shí)測(cè)為78m，可有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)。防盜探測(cè)器電路是由以上兩種類型探測(cè)器組成，在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，將探測(cè)到的紅外和微波兩種信號(hào)進(jìn)行“與”運(yùn)算，即只有同時(shí)檢測(cè)到兩個(gè)傳感器端口信號(hào)時(shí)，主機(jī)才會(huì)發(fā)出盜情報(bào)警信號(hào)，否則不報(bào)警。（三）主控單元電路設(shè)計(jì)MCU微處理器對(duì)雙音多頻(DTMF)編、譯碼器的控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門之間的數(shù)據(jù)交換；微處理器對(duì)各傳感器的信號(hào)檢測(cè)和控制。MCU通過對(duì)接口電路的讀取，并向單位保衛(wèi)科、110/119報(bào)警臺(tái)單位電話機(jī)或個(gè)人傳呼機(jī)發(fā)出呼叫信號(hào)，告之對(duì)方住宅被盜。本系統(tǒng)與電話機(jī)并聯(lián)，

16、只在報(bào)警期間占用電話線路，報(bào)警結(jié)束后系統(tǒng)與電話線路脫離，不影響電話機(jī)的正常使用。當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到意外情況后就發(fā)出報(bào)警電平信號(hào)到主機(jī)控制部分。主機(jī)控制部分對(duì)該電平信號(hào)進(jìn)行處理，然后控制雙音多頻撥號(hào)芯片向電話線路撥出雙音多頻信號(hào)(電話號(hào)碼)，與此同時(shí)控制語音芯片撥出事先錄制好的語音信號(hào)到電話線路，實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警，撥號(hào)完成后，模擬掛機(jī)。（四）自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路設(shè)計(jì)自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路如圖5所示，系統(tǒng)使用MK8870型DTMF撥號(hào)專用芯片，該芯片原本是行列式按鍵輸入芯片，即4條行線及4條列線組成16個(gè)按鍵，實(shí)踐證明該芯片不但具有行列式鍵盤輸入功能，而且與51系列單片機(jī)具有良好的接口性能。圖5 自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路如

17、圖5所示，系統(tǒng)利用89C51完成對(duì)撥號(hào)芯片的控制，其中R8，C5為復(fù)位元件，完成上電復(fù)位，JT1使用6MHz晶體。這里用P1口的8根線完成對(duì)撥號(hào)芯片的控制。電路中電話號(hào)碼的撥出采用雙音多頻撥號(hào)方式。電話號(hào)碼的撥出是利用控制MK8870型DTMF撥號(hào)專用芯片的鍵盤行列輸入端R1R4和C1C4來實(shí)現(xiàn)的。首先要使相應(yīng)的行線和列線接通一段時(shí)間,然后再斷開一段時(shí)間,這樣芯片便將雙音多頻信號(hào)送到電話交換機(jī)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)電話撥號(hào)。（五）語音報(bào)警電路設(shè)計(jì)語音報(bào)警電路圖如圖6所示。系統(tǒng)采用了語音芯片APR9600構(gòu)成語音電路，該電路主要由語音電路、譯碼器和電子開關(guān)組成。A B C E3 E2 E174l5138CD

18、4066CD4066APR9600M1-M4M5-M8喇叭話筒Y4-7P1.2P1.4P2.5圖6 語音報(bào)警電路框圖語音電路APR9600采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)，噪音低，不怕斷電，可以反復(fù)錄放。語音信息可以分8段存放，分別用8個(gè)按鍵控制，按下哪個(gè)鍵就可以錄放哪一段而不影響其它段。本系統(tǒng)中的語音信息分為2大類:預(yù)警信息和報(bào)警信息，其中預(yù)警又分為溫度偏高預(yù)警和煙霧過大預(yù)警，報(bào)警分為火警和盜警。使用時(shí)，用戶可以通過簡(jiǎn)單的按鍵操作，隨時(shí)錄制和播放任意一段。當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警或報(bào)警時(shí)，單片機(jī)通過P2.2P2.4控制電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)按鍵操作，啟動(dòng)相應(yīng)的錄音段，放出相應(yīng)的語音預(yù)、報(bào)警信息，并且可以根據(jù)需要循環(huán)播放，播放次數(shù)由

19、用戶自行設(shè)置。（六）鍵盤接口及顯示電路設(shè)計(jì)該部分電路主要由4x4鍵盤、液晶顯示器及其控制電路組成。當(dāng)用戶通過鍵盤輸入報(bào)警電話號(hào)碼等數(shù)字信息時(shí)，該電路產(chǎn)生鍵盤中斷信號(hào)，通過INTI輸入端向單片機(jī)申請(qǐng)中斷，在鍵盤處理程序中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字信息的顯示、修改和存儲(chǔ)。本模塊中，顯示電路用LCD液晶顯示屏TS12232D顯示，由TS12232D構(gòu)成的顯示電路如圖7所示。圖7 顯示電路除以上電路外，系統(tǒng)還對(duì)忙音、回鈴聲檢測(cè)電路進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。忙音、回鈴聲檢測(cè)電路主要是為實(shí)現(xiàn)可靠報(bào)警而設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用忙音和回鈴聲的檢測(cè)來判斷對(duì)方是否摘機(jī)。在電話號(hào)碼撥出后，必須判斷對(duì)方是否摘機(jī)，只有在確認(rèn)對(duì)方已經(jīng)摘機(jī)的情況下，才能發(fā)

20、語音信息。四、家用智能防火防盜系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)該系統(tǒng)有兩種報(bào)警類型，即火災(zāi)報(bào)警和非法侵入(盜警)報(bào)警。系統(tǒng)采用傳感器電路檢測(cè)人體的侵入和火災(zāi)的發(fā)生，一旦出現(xiàn)警情，傳感器檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，向單片機(jī)申請(qǐng)中斷。單片機(jī)響應(yīng)中斷后，啟動(dòng)自動(dòng)撥號(hào)電路，根據(jù)報(bào)警類型的不同撥打不同的電話號(hào)碼，發(fā)送不同的報(bào)警信息。主程序進(jìn)行電話信號(hào)語音檢測(cè)(忙音/回鈴聲/接通)、系統(tǒng)設(shè)置、模擬摘機(jī)、DTMF信號(hào)收發(fā)等工作。主程序流程圖如圖8所示。圖8系統(tǒng)軟件主程序流程圖（二）檢測(cè)報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)檢測(cè)報(bào)警模塊程序工作過程如下：(1)讀取探測(cè)器的編號(hào)。(2)判報(bào)警信號(hào)類型?；鹁?。顯示“火警”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開

21、警笛，撥打電話號(hào)碼，等到用戶接通后放送警情語音“火警，這里是小區(qū)單元室發(fā)生警情，請(qǐng)馬上救助”兩遍，等待用戶處理。盜警。顯示“盜警”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號(hào)碼，等到用戶接通后放送警情語音“盜警，這里是小區(qū)單元室發(fā)生警情，請(qǐng)馬上救助”兩遍，等待用戶處理。有毒氣體。顯示“有毒氣體”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號(hào)碼，等到用戶接通后放送警情語音“有毒氣體，這里是小區(qū)單元室發(fā)生警情，請(qǐng)馬上救助”兩遍，等待用戶處理。其它警情。顯示“其它警情”，報(bào)警指示燈點(diǎn)亮，打開警笛，撥打電話號(hào)碼，等到用戶接通后放送警情語音“有警情，這里是小區(qū)單元室發(fā)生警情，請(qǐng)馬上救助”兩遍，等待用戶處理。(3)用戶

22、處理以上警情的操作和電話呼入處理程序中用戶的操作相同。(4)返回。（三）撥號(hào)模塊程序設(shè)計(jì)MK8870在自動(dòng)撥號(hào)應(yīng)用里應(yīng)將工作方式設(shè)置為突發(fā)方式，在此種情況下雙音頻信號(hào)持續(xù)和暫停時(shí)間為5lms，符合自動(dòng)撥號(hào)要求。將MK8870設(shè)置為突發(fā)模式的時(shí)候，需要進(jìn)行如下步驟:寫控制寄存器A、寫控制寄存器B、寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、等待中斷或讀狀態(tài)寄存器。圖9是撥號(hào)子程序流程圖。首先將MK8870設(shè)置為突發(fā)方式，然后判斷是否為盜情，即7EH是否被置位，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到撥號(hào)管理中心電話號(hào)碼部分；如果被置位，則撥打用戶電話號(hào)碼，最后，該程序返回。圖9撥號(hào)模塊程序流程圖（四）語音模塊程序設(shè)計(jì)語音子程序流程圖如圖10所

23、示。單片機(jī)P2.1口由高電平變?yōu)榈碗娖?，觸動(dòng)APR9600的放音腳，放音開始，因?yàn)锳PR9600最長(zhǎng)錄音時(shí)間為20秒，所以，延時(shí)23秒后，單片機(jī)P2.1腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，放音結(jié)束，然后進(jìn)入下一次放音狀態(tài)，直至三次放音結(jié)束，清除警情標(biāo)志位7EH后，程序返回。開始回放開始延時(shí)23秒回放結(jié)束回放3次NNN返回Y圖10語音模塊程序流程圖（五）按鍵模塊程序設(shè)計(jì)按鍵模塊程序流程圖如圖11所示。鍵盤掃描有鍵閉合延時(shí)去鍵抖動(dòng)找到閉合鍵掃描鍵盤計(jì)算鍵值閉合鍵釋放建立有效標(biāo)志返回NYYY建立無效標(biāo)志NN圖11 按鍵模塊程序流程圖按鍵處理程序工作過程如下：(1)進(jìn)入按鍵處理程序后，根據(jù)用戶按鍵的鍵值，進(jìn)入相應(yīng)的

24、設(shè)置操作程序。(2)電話號(hào)碼設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“電話號(hào)碼設(shè)置”，掃描用戶輸入的數(shù)字并存儲(chǔ)號(hào)碼，同時(shí)在液晶屏上面顯示“輸入的電話號(hào)碼”，如果用戶長(zhǎng)時(shí)間沒有按鍵，結(jié)束本次操作，返回錯(cuò)誤。(3)錄音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“錄音”，錄音指示燈亮，開啟錄音并且開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間顯示在液晶屏上。計(jì)時(shí)到10秒（ISD1110），結(jié)束錄音，錄音指示燈熄滅，然后延時(shí)一小段時(shí)間，再播放一遍剛才的錄音，“嘟嘟”，返回正確。(4)放音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提示“放音”，開啟放音并且開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間顯示在液晶屏上。計(jì)時(shí)到10秒（ISD1110），結(jié)束放音，“嘟嘟”，返回正確。(5)報(bào)警聲音設(shè)置主機(jī)液晶屏和語音提

25、示“報(bào)警聲音設(shè)置”，掃描鍵盤，如果用戶輸入數(shù)據(jù)超時(shí)，返回錯(cuò)誤，否則將用戶設(shè)置的報(bào)警聲音參數(shù)設(shè)置為當(dāng)前的報(bào)警聲音參數(shù)。存儲(chǔ)設(shè)置的參數(shù)，“嘟嘟”，返回正確。(6)應(yīng)急操作（應(yīng)急按鍵按下）：顯示“應(yīng)急報(bào)警”，報(bào)警指示燈亮；然后進(jìn)入撥號(hào)程序。（六）顯示模塊程序設(shè)計(jì)顯示模塊程序流程圖如圖12所示。圖12顯示模塊程序流程圖顯示模塊程序設(shè)計(jì)如下：(1)使用字模提取軟件提取字模，字的大小為16×16，一個(gè)字符32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。(2)將字模數(shù)據(jù)加入顯示數(shù)據(jù)數(shù)組中。(3)構(gòu)建一個(gè)一維數(shù)組，該數(shù)組包含了字符的字模數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)在顯示數(shù)據(jù)數(shù)組中的位置。(4)構(gòu)建一個(gè)二維數(shù)組，該數(shù)組第一維數(shù)據(jù)為要顯示的字符串

26、的首位置，第二維數(shù)據(jù)為要顯示的字符串的字符個(gè)數(shù)。(5)在程序中通過二維數(shù)組的第二維數(shù)據(jù)確定要顯示的字符串的字符個(gè)數(shù)，通過二維數(shù)組的第一維數(shù)據(jù)作為下標(biāo)查找出要顯示的字符數(shù)據(jù)第一個(gè)字節(jié)的位置，調(diào)用液晶屏驅(qū)動(dòng)程序即可顯示出相應(yīng)的內(nèi)容。15設(shè)計(jì)小結(jié)本文設(shè)計(jì)的家用智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)為家庭安防提供了一條可行途徑。該系統(tǒng)利用多傳感器檢測(cè)，在防火防盜報(bào)警部分可設(shè)計(jì)成智能火災(zāi)和盜竊探測(cè)模式，從而提高系統(tǒng)的檢出率和正確率，增進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。此系統(tǒng)具有智能化、自動(dòng)化特點(diǎn)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性，有很大發(fā)展?jié)摿?，因此，?duì)智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的推廣具有十分重要的實(shí)際意義。該防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要用到了單片機(jī)技術(shù)

27、、數(shù)字電路、模擬電路、匯編語言和C語言程序設(shè)計(jì)、傳感器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)等方面的知識(shí)。為了完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱大量文獻(xiàn)資料，深入學(xué)習(xí)多方面的知識(shí)。在實(shí)踐過程中，我的動(dòng)手設(shè)計(jì)、語言組織、文檔撰寫等方面的能力大大提高，視野大大開闊。對(duì)于這樣的整機(jī)系統(tǒng)，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)多理論聯(lián)系實(shí)踐，多尋找機(jī)會(huì)參與設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中不斷深入、摸索和總結(jié)，提高自己的實(shí)踐能力。22參考文獻(xiàn)1楊拴科：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社 2010年，第114-144頁。2李中發(fā)：數(shù)字電子技術(shù)，中國水利水電出版社 2011年,第50-60頁。3張友德：?jiǎn)纹⑿蜋C(jī)原理，復(fù)旦大學(xué)出版社 2009年，第25-46頁。4李光飛：

28、單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社 2010年，第100-120頁。5胡漢才：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及其接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社 2011年,第55-63頁。6楊立民：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社 2010年,第49-54頁。7林毓梁：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社 2010年,第20-28頁。8及力：ProtelDXP2004SP2實(shí)用設(shè)計(jì)教程，電子工業(yè)出版社 2010年,第90-113頁。9張建偉等：微機(jī)原理與接口技術(shù)，西北大學(xué)出版社 2011年,第83-98頁。10張毅坤：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)原理及應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社2010年,第55-65頁。附錄一：程序代碼清單ORG 0000H ;開機(jī)復(fù)位PC指向0000H地址ORG 001BH ；定時(shí)器T1入口LJMP WT0 ；轉(zhuǎn)入定時(shí)器T1中斷程序ORG 30H ；這條語句有何作用？指定下一條程序的地址為30HMAIN: MOV SP,#50H ；堆棧從50H開始MOV 20H,#0 ；20H清零MOV 24H,#0 ；24H清零MOV P3,#0 ；P3口