采用89C51单片机和多路无线探头设计电话报警系统-巨人网络通讯

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采用89C51单片机和多路无线探头设计电话报警系统

随着社会的发展，人们的活动、居住区域越来越大，安全问题越显重要，加上电话、手机得到普及，简捷、经济型报警器成为家庭所需。目前，市售有多种拨号报警器，但大多数属于特殊功能的电话机，成本报高，作为普通市民丢弃原先购置的电话机再安装报警电话机实在是浪费。本系统研究的是，在无须改动原电话机的前提下，在电话线上并接本装置，并采用无线红外探头实时监测，达到各项功能上，并且在用户使用界面、安全性、多路无线探头设计方面有较大改进。 1 系统设计为达到良好的实际使用效果，系统须具有的功能如下：（1）三重设置功能。可以同时设置电话、传呼、手机号码，一旦报警，延时、判断、确认5s后，自动拨号通知值班人员，并在现场发出警报。（2）延时启动功能。首次启动报警器，报警器将于20s后自动进入警戒状态，以便主人可以从容处理，避免引起误报。（3）人机交互界面。采用32位字符型液晶显示模块，显示直观、清楚，并采用4×4键盘手动输入。（4）保密功能。电话号码、密码的修改必须经密码判断确认无误后才能进行，系统关机亦须输入密码。（5）数据永久保存功能。意外或人为断电，系统里面设置的所有号码数据不会丢失。（6）简洁安装功能。与日常通话功能互不干涉，可安装在任意位置，不需改动电话机。（7）四路无线红外探头。编码探头可以任意安装在15m防区内。设计中，采用89C51，P1口作为用户键盘输入。输入内容包括密码输入、电话号码输入和关机控制等。P0口作为字符液晶显示的数据口，P3口作为串行EEPROM 25045的控制口和数据传输口。P0的锁存器口作为模拟电话号码拨号数据口，通过十六选一数据选择器4067控制继电器矩阵模拟拨号。电话拨号采用价格便宜、低功耗的专用拨号芯片91219E。89C51中的P3口用于四路无线红外探头信号的输入，讯响器作为现场讯响报警。 2 主要器件和部分单元电路 2.1 双音频/脉冲拨号器91210E 91210E为双音频/脉冲拨号器，由台湾联华电子公司制造，18只引脚，采用CMOS工艺。功耗很低且具有较高的噪声容限，采用3.58MHz晶振，具有很高的精确度和稳定性，工作电压2～5.5V，最大功耗500mW，32位号码重拨存储器，630ms闪烁时间，可以选择通断比和工作方式。输入为C1、C2、C3、C4、R1、R2、R3、R4键盘输入，输出为音调正弦数字合成。 91210E各引脚功能如表1所列。表1 2.2 编码、解码芯片PT2262/PT2272 PT2262/PT2272是PTC公司生产的CMOS遥控三态编解码集成电路，广泛应用在各种遥控电路上，典型产品有机车防盗器、遥控收发组件。PT2262是发射，PT2272是接收。二者必须配对使用，且振荡电阻必须符合要求。PT2262的TE端是发射允许端，接低电平时，17脚DOUT端输出一串编码。该串编码经过传播从PT2272的14脚输入。如果地址端密码一致，VT解码有效端输出高电平，数据端就会输出与PT2262发射端一致的电平信号，从而实现遥控功能。对于编码PT2262，A0～A5共6根线，为地址线；而A6～A11共6根线，可作地址线又可作数据线。若解码器A6～A11作地址线使用，则A0～A11共12根地址线，每线都可以设置成“1”、“0”、“开路”三种状态之一，因此，共有编码数为3 12=531 441种。但若解码器的A6～A11作数据线。那么，这时的PT2262的A6～A11可设置为“1”、“0”两种状态，而地址线只剩下A0～A5共6根，编码数为729种。 2.3 无线收发模块 2.4 热释电红外电路人体是一特定波长红外线的发射体，检测到这种红外线的变化并予以放大处理，以推动适当的负载，是热释电人体红外传感器及专用集成电路的功能。这种人体检测技术较之以往的超声微波方式更为灵敏与准确，在国外已广泛应用于灯具控制、保安报警、自动门、自动风扇、门铃等等的新产品之中。由于热电红外传感头PIR输出的信号幅度小（mV级）、频率低（约0.1～8Hz），因此，对随后的放大处理电路要求较高：既要达到很高的灵敏度，能有几m～十几m的作用距离，又要能准确紧别生特体和非生物体的运动，使误报率达到最低，还要能做到体积小、耗电微、外围元件小。我们采用BIS0001作为红外信号的处理芯片，这个芯片内含有两级运算放大器、级级电压比较器、状态控制器、延时定时器、输出封锁定时器及参考电源等，与热释电传感器连接只需少量的外围元件即可构成自动报警器。当人进入警戒区域时，热释电红外传感器PIR接收到频率为0.1～8Hz的人体红外信号，并将其转换为电信号，经过由电阻R2、电容C3及C5组成的低通滤波电路，滤除高频干扰噪声，送至IC1BIS0001的14脚。经内部二级放大和双向幅度鉴别后，通过逻辑控制延时电路在IC1 BIS0001的2脚输出高电平，并经电阻R送至三极管9013。9013接射极跟随电路，E极通过1个2kΩ的电阻限流接1个发光二极管指示，E极又输出1个信号作为编码芯片的输入端。 3 系统设计时应考虑和解决的几个主要问题（1）报警信号的准确性热释红外传感头及信号处理专用芯片。在实验中发现红外线控头容易受干扰引起误报警，除在硬件上增加高频滤波电容外，还在软件中增加判断和鉴别报警信号子程序，提高了系统的可靠性。在开发中采用PT2262/2272作为编、解码芯片，采用无线收发模块传输信号，提高了监控组数，减少了连线麻烦。（2）自动拨号的实现自动拨号电路采用十六选一数据选择器，使用继电器矩阵单元电路代替手机拨号。我们在实验时先考虑用模拟开关实现拨号，这样可以使线路功耗小、板子体积小；但实验证明，由于模拟开关存在较大的接触电阻，无法正确可靠拨号。如果采用低接触电阻的音频开关矩阵，则成本太高。（3）数据的存储和程序的监测为了在断电情况下能保存电话号码和密码等数据，我们采用串行EEPROM 25045，带512个字节，并且带“看门狗”功能。如果程序跑飞无法在设定时间内使“看门狗”复位，能及时使PC指针复位，提高了系统的可靠性。（4）键盘的设计及保密键盘编程是根据线反转的思路。为了提高系统的安全保密性，在设置键功能时考虑了密码键，并且为了系统正常工作，设置了关机键。只有在输入正确密码后才能被关机。（5）系统干扰系统干扰主要来自两个方面，无线传感器干扰和电话线干扰。无线传感器干扰主要来自接收部分的电路，我们一方面选用独立的+5V电压作为传感器电路的电源，另一方面在四路信号输入口使用了光隔离，解决了问题。电话线干扰主要来自多只电话机在同一线路上的耦合及频繁操作，亦采用了光隔离，成功地解决了这个问题。责任编辑：gt

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