【摘　要】　介紹了一種基于公用電話網(wǎng)的智能防盜報警系統(tǒng)的工作原理、硬件和軟件設(shè)計。
???? 關(guān)鍵詞：防盜報警，DTMF發(fā)送，報警控制，單片機
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　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對防盜、防劫、防火保安設(shè)備的需求量大大增加。針對偷盜、搶劫、火災(zāi)、煤氣泄漏等事故進行監(jiān)測和報警的系統(tǒng)，其要求也愈來愈高。筆者針對上述情況及電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣的趨勢，采用單片機控制技術(shù)，將MCS－51單片機、ISD2560集成語音芯片、HT1621液晶顯示驅(qū)動芯片及集成電路組成的雙音多頻撥號電路等有機地結(jié)合在一起，研制成一種功能先進、實用、成本低廉的智能防盜報警器。該報警器的保安功能可由用戶通過小鍵盤設(shè)置，配用相應(yīng)的標準保安探頭，可以實現(xiàn)防開啟、防接近、防玻璃破碎、防火災(zāi)等全面的保安功能，并與電話網(wǎng)絡(luò)組成自動尋呼報警系統(tǒng)，當(dāng)任一被監(jiān)測點有事故發(fā)生時，該點的傳感器將信號送入該系統(tǒng)，則系統(tǒng)自動通過電話網(wǎng)絡(luò)向警訊中心或用戶尋呼，對所指定的機構(gòu)或人員發(fā)出警情信號。該智能報警器可廣泛用于銀行、商場、金庫、機要室、倉庫等有特殊保安要求的場合，也適用于家庭保安。以下就該報警器的功能、工作原理、硬件及軟件設(shè)計作進一步闡述。

1　系統(tǒng)原理及特點
　　如圖1所示，防盜報警系統(tǒng)主要由以下三大部分構(gòu)成：
　 （1）傳感器陣列，主要由紅外探測器，超聲探測器、玻璃破碎探測器、磁控開關(guān)、煙霧探測器等構(gòu)成智能報警器的檢測輸入。用戶根據(jù)需要可進行選擇。
　 （2）以單片機為核心構(gòu)成的雙CPU系統(tǒng)，一個以完成用戶鍵盤輸入、漢字液晶顯示、故障狀態(tài)指示為主，另一個完成報警檢測，若有報警事故發(fā)生，將所監(jiān)測的報警信號進行分類處理，并且可向外界發(fā)出聲光報警信號，也可以調(diào)出已存貯好的相應(yīng)語音信號，通過電話網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)出警情信號。
　 （3）模擬電話機，采用集成電路組成的雙音多頻信號（DTMF）技術(shù)，模擬電話機摘機、撥號、應(yīng)答等功能，將報警信號通過語音或DTMF代碼傳送到外界所指定的地點。

　　與其它自動報警系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有以下突出的特點和優(yōu)點：
　　·安裝了預(yù)警蜂鳴器，可作24小時防盜音響恐嚇和鍵盤操作提示，外接大功率高音警戒音響。
　　·監(jiān)控8個保安警戒防區(qū)，每個防區(qū)可按用戶要求自由設(shè)置16項保安功能，并有上萬組可修改的密碼封鎖，保密性強。
　　·多項可由用戶編程操作使用的報警功能：如編程密碼、警戒密碼設(shè)置與修改；進入時間、退出時間設(shè)置與修改；警戒防區(qū)設(shè)置與修改（1～8防區(qū)自由組態(tài)）等。
　　·防區(qū)探頭線路狀態(tài)（短路、開路、正常）和警戒情況均可由漢字液晶顯示提示。
　　·用戶全部操作集中在4×4數(shù)字鍵盤上完成，均可漢字顯示，人機界面友好。
　　·交流／直流（浮充）供電，突然停電也能正常工作。
　　·具有電話線斷路檢測功能，外線斷路時會自動報警。
　　·系統(tǒng)軟件采取了抗干擾、遇忙重撥、數(shù)據(jù)重發(fā)等機制。
??? ·設(shè)有后備電源，突然停電也能正常工作。
　　·主機與鍵盤分開，便于主機隱蔽安裝。
2　硬件電路設(shè)計
　　用AT89C52作CPU，其內(nèi)部有256byte的RAM及8kbyte的EEPROM，外接大容量的EEPROM93C66存儲器配置用戶信息，可以滿足本系統(tǒng)多功能、大容量的需要。采用了單片機控制技術(shù)，對于系統(tǒng)功能的多樣化、智能化起著關(guān)鍵性的作用。系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示。

　 （1）鍵盤和顯示電路：鍵盤采用4×4行列式、通過P口直接掃描輸入；顯示采用HT1621液晶顯示驅(qū)動芯片，該驅(qū)動芯片是帶32×4顯存的多功能LCD驅(qū)動器，只需4條接口與控制器相連并可提供看門狗時鐘，液晶顯示屏除4位數(shù)字外，還有報警、火警、未準備、旁路、布防等多達16個漢字的內(nèi)容，以構(gòu)成直觀的漢字顯示。在設(shè)置設(shè)防點時顯示監(jiān)視點號、時間、設(shè)防標志等，在設(shè)置報警電話號碼時顯示序號、電話號碼，在查詢事故報警記錄時顯示日期、時分、事故點及發(fā)訊號。本系統(tǒng)操作鍵盤由16個鍵構(gòu)成，其中0～9為10個數(shù)字鍵，其余為設(shè)防、撤防、密碼、事故查詢、聲光報警設(shè)置、消除、電話報警設(shè)置／消除等組合功能鍵。
?? （2）語音錄放：語音電路采用ISD2560集成語音芯片，該芯片錄放時間為60秒，可以組合分段，每段錄入不同的語音，根據(jù)多種需要隨機播放。自動撥號成功后，DTMF編碼報警的同時會出現(xiàn)語音提示，大大增強了系統(tǒng)的友好性和易用性。錄音時，通過接在電話線上的電話機輸入語音信號，放音時則通過電話線將音頻信號傳送到遠方，語音信號的輸入／輸出均由單片機控制。
　 （3）報警信號傳送：該部分由集成電路組成的雙音多頻撥號電路和忙音信號檢測及摘機信號檢測等電路構(gòu)成，由單片機根據(jù)事故報警信號，接通電話通信網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)忙音檢測信號將所設(shè)通訊地址號碼通過由定時器T0控制在P1．6產(chǎn)生的低頻方波信號和由定時器T1控制在（P1．5）產(chǎn)生的高頻方波信號，經(jīng)合成后產(chǎn)生DTMF雙音多頻信號發(fā)送至報警點；也可根據(jù)用戶設(shè)置將ISD2560語音芯片駐留的語音信息發(fā)送出去；或根據(jù)警訊中心的通訊格式如3＋2／4＋2、CID等將警情發(fā)送出去。此時也可根據(jù)設(shè)定，啟動聲光報警器向周圍環(huán)境發(fā)出報警信號。另外，為了使本系統(tǒng)能與電話網(wǎng)接線端不分極性任意接線，因而設(shè)置了極性變換電路。
?　（4）探測器接口電路：探測器通過線路防斷路、短路接口電路與單片機相連，當(dāng)探測器與單片機相通的線路被斷開或被短接時，則由單片機檢測出并發(fā)出事故報警信號，同時通過漢字顯示屏進行顯示。　　
?? （5）電源：電源由市電和備用蓄電池兩部分組成。在正常情況下，市電通過整流、濾波、穩(wěn)壓后向報警系統(tǒng)提供直流電源，并且向蓄電池自動穩(wěn)流充電。當(dāng)市電出現(xiàn)故障，則蓄電池自動投入使用，以保證報警系統(tǒng)能正常工作，同時向外界發(fā)送電源故障預(yù)警信息。
　 （6）看門狗電路：利用HT1621液晶顯示驅(qū)動芯片提供的看門狗時鐘，實現(xiàn)對鍵盤系統(tǒng)崩潰時自動復(fù)位，使鍵盤系統(tǒng)恢復(fù)工作。主機是利用定時器T2產(chǎn)生的20ms時鐘在P2．7輸出去復(fù)位單片機，20ms之外視為系統(tǒng)崩潰，自動復(fù)位單片機，使系統(tǒng)恢復(fù)工作。
3　系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　軟件設(shè)計的基本任務(wù)是實現(xiàn)用戶保安功能的可編程，對警戒防區(qū)實時監(jiān)控報警，實現(xiàn)鍵盤與主機系統(tǒng)的實時通訊。本軟件設(shè)計采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化、子程序化。主要包括：系統(tǒng)初始化程序、通訊中斷服務(wù)程序、探測器定時掃描輸入服務(wù)程序，鍵盤掃描輸入服務(wù)程序，報警信號處理服務(wù)程序等。以上皆可由MCS－51匯編語言編制。　
?　（1）AT89C52資源分配：鍵盤系統(tǒng)的AT89C52的定時器T0設(shè)為模式1，10ms定時，定時計數(shù)器T1為模式2，作為串行波特率發(fā)生器，串行口工作在模式3。允許T0定時器中斷、串行口中斷。主機系統(tǒng)的AT89C52的定時器T0設(shè)為模式1，定時計數(shù)器T1為模式2，作為串行波特率發(fā)生器，串行口工作在模式3，T2設(shè)為模式1，20ms定時，允許T0定時器中斷、串行口中斷。EEPROM93C66，依次存儲了標志字段、用戶密碼、話機號碼、報警號碼、警情代號、系統(tǒng)設(shè)置等數(shù)據(jù)信息。
?? （2）軟件流程：系統(tǒng)軟件的主流程如圖3所示。

　　程序先對AT89C52內(nèi)部資源、HT1621液晶顯示驅(qū)動芯片、大容量EEPROM93C66存儲器、語音集成芯片ISD2560等器件進行初始化處理。鍵盤系統(tǒng)掃描鍵盤輸入，若無鍵盤輸入則等待；若有鍵盤輸入則執(zhí)行EEPROM93C66刷新子程序、HT1621液晶顯示子程序和與主機的串行通訊子程序。一旦主機向鍵盤系統(tǒng)通訊，則立即產(chǎn)生中斷，執(zhí)行警情服務(wù)子程序（鍵盤端）或故障服務(wù)子程序。主機初始化后，由定時器T2產(chǎn)生的20ms定時器定時地檢測探測器回路，有警情信號時，執(zhí)行警情服務(wù)子程序，并
向鍵盤系統(tǒng)發(fā)送通訊指令。
　 （3）在警情服務(wù)子程序中，包括調(diào)用DTMF撥號子程序。由定時器T0控制在P1．6產(chǎn)生一個低頻方波信號，由定時器T1控制在P1．5產(chǎn)生一個高頻方波信號，經(jīng)合成后產(chǎn)生DTMF雙音多頻信號，參考程序如下：

4　結(jié)束語
　　本報警系統(tǒng)采用了微電腦控制技術(shù)，從而使得報警系統(tǒng)具有智能化色彩，在防范和化解由偷盜、搶劫、火災(zāi)、煤氣泄漏等事故而引發(fā)的危害方面起到不可估量的作用。另外，本報警系統(tǒng)的報警方式可通過電話網(wǎng)絡(luò)將求救信號無聲地傳送到公安部門，以對犯罪分子進行隱蔽性的捕獲，也可通過報警器直接產(chǎn)生聲光呼救信號，對犯罪分子產(chǎn)生一種威懾力量。該系統(tǒng)具有多功能、低成本、易普及、高可靠性等突出優(yōu)點，可部分替代進口同類產(chǎn)品，其應(yīng)用前景十分看好。另外，本系統(tǒng)的設(shè)計思想，對于遠程抄表（水、電、氣）等系統(tǒng)的開發(fā)，也具有一定的借鑒意義。
1　何立民．單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990