远程报警装置的设计与实现

图 5 DTMF 解码电路原理图 Fig． 5 The schematics of DTMF decoding
2. 5 振铃检测
振铃检测电路如图 6 所示． 电话振铃信号通过电容 C49、C50 隔直、Z4 稳压二极管、R75 和 R77 限流电阻输入至光电耦 合器 U12B 的输入端 1 口，C49、C50、Z4、R75 和 R77 共同组成振铃信号变换电路，它们使输入电
PT2272 接收到有效数据时 VT 为高电平． 因此， 当采集到有效信号时，VT 产生上升沿． 对于 Q4 来说，当饱和导通时，它相当于开关．
当 VT = 0 时，INT1 = 1，Q8050 处于截止状态． 当 VT = 1 时，INT1 = 0，Q4 处 于 饱 和 导 通 状态． ① 当有信号时，VT = 1，D0 ～ D3 为传输数据． ② 当没有信号时，VT = 0，D0 ～ D3 为无效．
1 总体设计方案和基本思路
1. 1 总体设计方案 总体设计方案如图 1 所示．
图 1 总体设计方案 Fig． 1 The overall design
收稿日期： 2011 － 05 － 11 作者简介： 张占胜（ 1975 － ） ，男，吉林德惠人，讲师，硕士，主要从事检测技术及自动化装置的研究．
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此部 分 主 要 由 单 片 机 最 小 系 统 和 PT2272 电路组成，电路原理图如图 3 所示． 由于所设计 的软件占用内存较大，所以，采用 STC89C54 单 片机，它的 ROM 为 16 kB，RAM 为 128 B，功能 与 51 单片 机 相 似． PT2272 电 路 采 用 沿 转 换 电 路． 原理： INT1 只能采集到下降沿 / 低电平，而当
（ 3） 单片机（ STC89C54） 通过引脚驱动报警 芯 片 进 行 现 场 报 警，并 调 用 拨 号 子 程 序 进 行 拨 号，然后对电话线上的回铃音进行检测，判定对 方电话的状态． 待对方摘机后，调用语音模块输 出相关的语音报警信息．
2 硬件电路组成
1. 2 基本思路
（ 1） 当没有警情时，远程报警装置作为电话 机正常使用． DS18B20 用来采集室内温度信息， 它把温度信息传递给单片机（ STC89C52） ，单片 机（ STC89C52） 对这些温度信号进行分析，当系
图 3 PT2272 与单片机接口电路 Fig． 3 PT2272 and SCM interface circuit
2. 3 现场报警电路 9561 集成音乐芯片能产生枪声、警车警报
声、消防车声、救护车声 4 种声音，声音区分见表 1． 现场报警的电路原理图如图 4 所示．
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沈阳化工大学学报
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利用电话实现的远程报警装置由单片机构 成主控部分［2］，进行主要的信息处理，以及接收 外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各 种信息的记录． 接口电路是提供单片机与电话外 线的接口． 检测装置主要包括传感器、单片机和 PT2262 无线发送模块． 报警系统主要包括单片 机与 PT2272 无线接收模块的接口电路，电话振 铃检测电路，电话自动摘机、挂机电路，DTMF 信 号解码电路，语音提示电路，以及音频放大电路． 语音提示电路是该作品重要组成部分． 语音提示 电路受单片机的控制产生相应的提示音进行提 示，并通过反馈电路反馈至电话外线，从而使用 户可以及时、准确地知道家中发生的灾情，避免 造成更大损失．
也面临线路被切断的可能，且不易普及，现场报 警和现场显示的缺点是必须有人职守等． 因此， 本设计针对在无人情况下可能出现的火灾等险 情，制作一个远程自动报警装置，可以及时将报 警 信 息 通 知 给 主 人 进 行 语 音 报 警，达 到 探 测 灵 敏、报警准确、抗干扰能力强的要求． 同时，实现 节 能 降 耗 的 作 用，使 其 在 待 机 情 况 下 耗 电 量 最 低； 与电话并联，不影响电话的正常使用．
2. 6 语音提示电路
语音提示电路主要由语音录放芯片 ISD4004 组成［5］，电路如图 7 所示． 由此功能模块实现语音 的存储和录放，从而在发生险情时能够语音告知主 人是何种警情．
图 7 语音提示电路原理图 Fig． 7 The schematics of voice prompt
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2. 1 警情检测电路
警情检测电路是一个独立的模块，原理图如 2 所示，它由单片机最小系统、无线发送模块和 各种传感器组成．
图 2 警情检测电路原理图 Fig． 2 The schematics of dangerous detection
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2. 2 PT2272 与单片机接口电路
次级子程序． 在处理显示、按键等关联程序时，采用图片
形式的处理方法： 程序把各个显示界面看成一幅 幅图片，并用 picture 标识现在正在运行哪个界 面． 在图片设计思路下，采用分级菜单式设计思 路，共分成 2 个主界面： 一是待机界面，二是设定 界面． 在设定界面中，又分为 3 个界面： （ 1） 万年 历设定； （ 2） 报警号码设定； （ 3） 录音设定． 在报 警号码设定时又包含 3 个子界面： 火灾报警录 音、煤气泄漏报警录音和无人自动接听． 这些界 面都由确定键进入相应子菜单，由返回键进入上 级菜单，进入相应子菜单时，则对相应的全局变 量初始化，这时加键、减键修改的值则是相应图 片的参数．
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3 软件的总体设计思想
本设计采用时间片轮询的方法进行系统编 程［6］，定时器产生 30 ms 的时间片，当计时时间 到时，对各个任务进行置位 / 复位． 时间片触发系 统时钟为就绪状态，在系统时间中，不停地对各 个任务等待时间进行处理，当到达设定任务时， 将任务标志位设为就绪状态，在主程序中不停地 查询 / 判断任务标志位是否为就绪状态，如果是 就绪状态，则进入相应子函数． 主程序中，在其它 状 态 都 处 于 等 待 状 态 时，则 执 行 扫 描 按 键 子 程 序． 在各个任务子程序中，则把任务标志位设为 等待状态，并设为等待时间． 主程序采用优先级 判断方法，在多个任务同时为就绪状态时，则先 执行优先级高的，执行完后，返回主程序，再执行
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图 6 振铃检测电路原理图 Fig． 6 The schematics of ringing detection
电容 C51 起到滤波作用，容值越大越好． 振 铃信号通过光耦 U12B 的 16 脚输 出 振 铃 正 弦 波，经 过 3 个 反 向 器 的 整 形 输 出 到 单 片 机 STC89C54 的 P3. 2 口，中断方式采用外部中断 INT0，控制继电器模拟摘机，完成振铃音检测．
第 25 卷 第 4 期 2011． 12
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JOURNAL OF SHENYANG UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY
文章编号： 2095 － 2198（ 2011） 04 － 0359 － 07
Vol． 25 No． 4 Dec． 2011
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主程序流程图如图 8 所示．
图 8 主程序流程图 Fig． 8 The main program flowchart
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系统上电后，首先对单片机系统的各个控制 引脚初始化，以确保各块功能硬件正常工作． 系 统初始化后，则对任务初始化，使各个任务处于 正常状态． 在 While 循环中则不停地查询任务标 志的状态，取出处于就绪状态的任务的标志． 根 据任务的标志调用相应的子函数，在子函数中使 任务处于非就绪状态． 当完成就绪的任务后，返 回到主函数，继续查询任务状态． 在主函数中，常 量 SYS _ TIMER _ TASK、PT2272PROCTASK、DETECTPROCTASK……的顺序是根据任务的紧急 情况来排列的，即当 2 个以上的任务同时处于就 绪状态时，则执行值小的（ 情况紧急的） 事件，然 后执行次级任务．
4 结束语
随着生活水平的提高，人们的家居安全意识 也在加强，同时，家居安全问题逐渐引起人们的 注意． 只要人们注意了，煤气中毒、被盗、火灾、居 室烟雾引发肺癌和空气潮湿引发风湿病等问题 是可以避免的． 现在，家居自动化出现了，基于微 电脑控制技术的智能家居系统发展前景广阔．
本课题从实际应用出发，设计出可以检测多 种突发事件，并自动循环拨打预先按优先级存储 的号码，直到有人接听为止，进行语音提示，告知 主人是何种险情的远程报警装置． 此报警装置是 一种具有前瞻性的实用新型家用安防产品． 因 此，作为智能家居一部分的远程报警装置也必将 有一个更为广阔的市场前景和未来．
压和电流不会太大，对后面的光电耦合器起保护 作用． 光电耦合器 U12B 起的是隔离作用，它以 光电转换 原 理 传 输 信 息，使 信 息 发 出 端 （ 一 次 侧） 与信息接收并输出端（ 二次侧） 是绝缘的，从 而对地电位差干扰有很强的抑制能力，而且有很 强的抑制电磁干扰能力［4］．
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表 1 9561 集成音乐芯片的 4 种声音 Table 1 Four sound of 9561
S1
不接 接正极 接负极
无关
S2
不接 不接 不接 接正极
声效
警车声 火警声 救护车声 机枪声
图 4 报警电路原理图 Fig． 4 The schematics of alarming
由于 9561 芯片供电电压为 3. 5 ～ 4. 2 V，而 单片机的供电电源为 5 V，所以，采用 D1、D2 降 压，即 5 － （ 0. 7 + 0. 7） = 3. 6 V，保证了 9561 的 正常供电．