【摘　要】　介紹了一種基于公用電話網(wǎng)的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的工作原理、硬件和軟件設(shè)計(jì)。
???? 關(guān)鍵詞：防盜報(bào)警，DTMF發(fā)送，報(bào)警控制，單片機(jī)
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　　隨著經(jīng)濟(jì)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(jìn)行監(jiān)測和報(bào)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(jī)控制技術(shù)，將MCS－51單片機(jī)、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(jī)地結(jié)合在一起，研制成一種功能先進(jìn)、實(shí)用、成本低廉的智能防盜報(bào)警器。該報(bào)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(biāo)準(zhǔn)保安探頭，可以實(shí)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(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)任一被監(jiān)測點(diǎn)有事故發(fā)生時(shí)，該點(diǎn)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(jī)構(gòu)或人員發(fā)出警情信號。該智能報(bào)警器可廣泛用于銀行、商場、金庫、機(jī)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(bào)警器的功能、工作原理、硬件及軟件設(shè)計(jì)作進(jìn)一步闡述。

1　系統(tǒng)原理及特點(diǎn)
　　如圖1所示，防盜報(bào)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(bào)警器的檢測輸入。用戶根據(jù)需要可進(jìn)行選擇。
　 （2）以單片機(jī)為核心構(gòu)成的雙CPU系統(tǒng)，一個(gè)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(gè)完成報(bào)警檢測，若有報(bào)警事故發(fā)生，將所監(jiān)測的報(bào)警信號進(jìn)行分類處理，并且可向外界發(fā)出聲光報(bào)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(jī)，采用集成電路組成的雙音多頻信號（DTMF）技術(shù)，模擬電話機(jī)摘機(jī)、撥號、應(yīng)答等功能，將報(bào)警信號通過語音或DTMF代碼傳送到外界所指定的地點(diǎn)。

　　與其它自動報(bào)警系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有以下突出的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：
　　·安裝了預(yù)警蜂鳴器，可作24小時(shí)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(gè)保安警戒防區(qū)，每個(gè)防區(qū)可按用戶要求自由設(shè)置16項(xiàng)保安功能，并有上萬組可修改的密碼封鎖，保密性強(qiáng)。
　　·多項(xiàng)可由用戶編程操作使用的報(bào)警功能：如編程密碼、警戒密碼設(shè)置與修改；進(jìn)入時(shí)間、退出時(shí)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(jī)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(shí)會自動報(bào)警。
　　·系統(tǒng)軟件采取了抗干擾、遇忙重?fù)堋?shù)據(jù)重發(fā)等機(jī)制。
??? ·設(shè)有后備電源，突然停電也能正常工作。
　　·主機(jī)與鍵盤分開，便于主機(jī)隱蔽安裝。
2　硬件電路設(shè)計(jì)
　　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(jī)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(shí)鐘，液晶顯示屏除4位數(shù)字外，還有報(bào)警、火警、未準(zhǔn)備、旁路、布防等多達(dá)16個(gè)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(diǎn)時(shí)顯示監(jiān)視點(diǎn)號、時(shí)間、設(shè)防標(biāo)志等，在設(shè)置報(bào)警電話號碼時(shí)顯示序號、電話號碼，在查詢事故報(bào)警記錄時(shí)顯示日期、時(shí)分、事故點(diǎn)及發(fā)訊號。本系統(tǒng)操作鍵盤由16個(gè)鍵構(gòu)成，其中0～9為10個(gè)數(shù)字鍵，其余為設(shè)防、撤防、密碼、事故查詢、聲光報(bào)警設(shè)置、消除、電話報(bào)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(shí)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(jī)播放。自動撥號成功后，DTMF編碼報(bào)警的同時(shí)會出現(xiàn)語音提示，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的友好性和易用性。錄音時(shí)，通過接在電話線上的電話機(jī)輸入語音信號，放音時(shí)則通過電話線將音頻信號傳送到遠(yuǎn)方，語音信號的輸入／輸出均由單片機(jī)控制。
　 （3）報(bào)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(jī)信號檢測等電路構(gòu)成，由單片機(jī)根據(jù)事故報(bào)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(shí)器T0控制在P1．6產(chǎn)生的低頻方波信號和由定時(shí)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(bào)警點(diǎn)；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(shí)也可根據(jù)設(shè)定，啟動聲光報(bào)警器向周圍環(huán)境發(fā)出報(bào)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(jī)相連，當(dāng)探測器與單片機(jī)相通的線路被斷開或被短接時(shí)，則由單片機(jī)檢測出并發(fā)出事故報(bào)警信號，同時(shí)通過漢字顯示屏進(jìn)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(bào)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(bào)警系統(tǒng)能正常工作，同時(shí)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(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)對鍵盤系統(tǒng)崩潰時(shí)自動復(fù)位，使鍵盤系統(tǒng)恢復(fù)工作。主機(jī)是利用定時(shí)器T2產(chǎn)生的20ms時(shí)鐘在P2．7輸出去復(fù)位單片機(jī)，20ms之外視為系統(tǒng)崩潰，自動復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)恢復(fù)工作。
3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　軟件設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)用戶保安功能的可編程，對警戒防區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警，實(shí)現(xiàn)鍵盤與主機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通訊。本軟件設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)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(shí)掃描輸入服務(wù)程序，鍵盤掃描輸入服務(wù)程序，報(bào)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(shí)器T0設(shè)為模式1，10ms定時(shí)，定時(shí)計(jì)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(shí)器中斷、串行口中斷。主機(jī)系統(tǒng)的AT89C52的定時(shí)器T0設(shè)為模式1，定時(shí)計(jì)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(shí)，允許T0定時(shí)器中斷、串行口中斷。EEPROM93C66，依次存儲了標(biāo)志字段、用戶密碼、話機(jī)號碼、報(bào)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(jìn)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(jī)的串行通訊子程序。一旦主機(jī)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(jī)初始化后，由定時(shí)器T2產(chǎn)生的20ms定時(shí)器定時(shí)地檢測探測器回路，有警情信號時(shí)，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(shí)器T0控制在P1．6產(chǎn)生一個(gè)低頻方波信號，由定時(shí)器T1控制在P1．5產(chǎn)生一個(gè)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(bào)警系統(tǒng)采用了微電腦控制技術(shù)，從而使得報(bào)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(bào)警系統(tǒng)的報(bào)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(jìn)行隱蔽性的捕獲，也可通過報(bào)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(diǎn)，可部分替代進(jìn)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(jì)思想，對于遠(yuǎn)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990