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??? 關(guān)鍵詞：單片機(jī)，傳感器，雙音多頻，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，程序監(jiān)控
隨著物質(zhì)生活的不斷改善，人們對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)的安全也更加關(guān)注，期盼著能夠扮演看家狗作用的智能報(bào)警系統(tǒng)的誕生。本文介紹的無(wú)線智能報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控場(chǎng)所即將發(fā)生的緊急情況（盜竊、火災(zāi)等）并迅速撥打報(bào)警電話，以便及時(shí)采取有效措施，最大限度地降低給生命和財(cái)產(chǎn)造成的傷害和損失。本系統(tǒng)主要采用了單片機(jī)程序控制、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、雙音多頻信號(hào)產(chǎn)生、E2PROM讀寫、電話摘機(jī)、紅外傳感、震動(dòng)傳感、煙霧傳感及單片機(jī)間串行異步通訊等技術(shù)。由于采用無(wú)線傳輸手段，系統(tǒng)隱蔽性好，生存能力強(qiáng)，更重要的是它避免了有線報(bào)警系統(tǒng)安裝時(shí)需要穿墻架線因而裝拆麻煩且破壞已有合理結(jié)構(gòu)的弊端，故具有極好的應(yīng)用前景。
1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
無(wú)線智能報(bào)警系統(tǒng)由系統(tǒng)告警單元和系統(tǒng)中央處理單元以及公用電話網(wǎng)絡(luò)接口組成，組成框圖如圖1所示。當(dāng)某系統(tǒng)告警單元探測(cè)到有異常發(fā)生時(shí)，便通過天線發(fā)出一信號(hào)；此信號(hào)被系統(tǒng)中央處理單元接收后進(jìn)行處理，最后以電話通知的方式報(bào)警。
2 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與特點(diǎn)
??? 系統(tǒng)的硬件包括系統(tǒng)告警單元硬件和系統(tǒng)中央處理單元硬件兩部分。系統(tǒng)告警單元硬件主要由AT89C2051單片機(jī)、告警采集電路、告警發(fā)送電路和看門狗電路等組成，其框圖如圖2所示。
告警中央處理單元硬件主要由AT89C51單片機(jī)、告警接收電路、電話摘機(jī)電路、撥號(hào)電路、號(hào)碼寫入和讀出電路、號(hào)碼顯示電路及看門狗電路等組成，其框圖如圖3所示。
使用者可以利用家中電話機(jī)的按鍵通過號(hào)碼置入電路把告警號(hào)碼（可以是用戶辦公室的電話號(hào)碼、手機(jī)號(hào)碼、公用110報(bào)警電話號(hào)碼或者其它任意的號(hào)碼）置入到E2PROM中，置入過程可以通過液晶顯示器看到。告警信號(hào)被中央處理單元天線接收后進(jìn)入接收電路，接收電路向單片機(jī)發(fā)出撥號(hào)啟動(dòng)信號(hào)，單片機(jī)通過號(hào)碼讀出電路讀取預(yù)先置入的告警號(hào)碼，進(jìn)而通過摘機(jī)及雙音多頻信號(hào)產(chǎn)生電路進(jìn)入電信網(wǎng)絡(luò)，使用者知道后便可采取相應(yīng)措施。
2．1 單片機(jī)
系統(tǒng)告警單元的單片機(jī)采用ATMEL公司的89C2051，內(nèi)置128字節(jié)的RAM、2K字節(jié)的FLASH、15個(gè)I／O口，外部有20條管腳。系統(tǒng)中央處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司的89C51，內(nèi)置256字節(jié)的RAM、4K字節(jié)的FLASH（閃速存儲(chǔ)器）、2個(gè)16位計(jì)數(shù)器／定時(shí)器、32個(gè)I／O口和5個(gè)中斷源、一個(gè)全雙工串行口、一個(gè)精確的模擬比較器、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。外部有40條管腳，封裝形式為DIP式（雙列直插）。其他與89C2051相同。2．2 看門狗電路
在單片機(jī)的工作現(xiàn)場(chǎng)，存在著各種各樣的干擾源。這些干擾源很可能引起程序跑飛，造成死機(jī)或程序的非正常運(yùn)行，如不及時(shí)恢復(fù)，容易造成損失?？撮T狗就是在程序跑飛或死機(jī)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新置位或者復(fù)位以使系統(tǒng)正常運(yùn)行的一種專用電路。這
里的看門狗電路以MAX813L為核心并外加幾個(gè)電阻、電容構(gòu)成。MAX813L是MAXIM公司開發(fā)的低成本微處理監(jiān)控芯片，外部有8條引腳，封裝形式為DIP式，主要功能有上電、掉電、降壓情況下的RESET輸出和手工復(fù)位輸入端。
2．3 無(wú)線發(fā)、收電路
無(wú)線發(fā)、收電路的核心部件采用PTR2000，這是由哈爾濱迅通電子科技有限公司推出的超小型、超低功率的高速無(wú)線數(shù)傳MODEM。它可與單片機(jī)串口直接相連，而且毋需進(jìn)行曼徹斯特編碼，應(yīng)用及編程非常方便。具體應(yīng)用電路如圖4所示（這里僅畫出了PTR2000在告警板中使用的情況，其在中央板中的使用方法幾乎與此相同）。
告警號(hào)碼置入及液晶顯示電路主要由X24C04和YUSUNG W－1602A組成，X24C04是ATMEL公司生產(chǎn)的一種CMOS4096位串行電子可擦除只讀存儲(chǔ)器（E2PROM），內(nèi)置512個(gè)字節(jié)和兩個(gè)串行口，外部有8個(gè)管腳，封裝為DIP形式，可靠性高、數(shù)據(jù)保持時(shí)間長(zhǎng)（≥100年）。W－1602A是深圳譽(yù)信電子有限公司生產(chǎn)的字符型液晶顯示模塊（LCM），由字符型液晶顯示屏（LCD）、控制驅(qū)動(dòng)主電路HD44780及其擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電路HD44100、少量阻、容元件、結(jié)構(gòu)件等組成，顯示方式為16×2（字符×行）。內(nèi)置64個(gè)字節(jié)的自定義RAM、80個(gè)字節(jié)的RAM以及可顯示192種字符的字符發(fā)生器。具有功耗低、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn)。電路見圖5。
圖5中，變阻器R的作用是調(diào)節(jié)液晶顯示屏在背光下的亮度。實(shí)際應(yīng)用時(shí)最好在變阻器上串聯(lián)一個(gè)開關(guān)，使得僅在需要的情況下啟動(dòng)背光功能。需要說明的是，撥動(dòng)鍵盤時(shí)從電話機(jī)出來(lái)的是雙音頻信號(hào)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能被單片機(jī)接收，而這個(gè)過程是通過撥號(hào)電路中的MT8880來(lái)完成的。
2．5 撥號(hào)電路
撥號(hào)電路主要由雙音多頻芯片MT8880、多路切換開關(guān)4066、繼電器、NPN型三極管和少量電阻、電容組成。MT8880的作用是把單片機(jī)寫入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成雙音頻信號(hào)，在控制撥出繼電器導(dǎo)通、電話摘機(jī)的情況下把告警號(hào)碼送入公共電話網(wǎng)絡(luò)。反之，它也可把從鍵盤來(lái)的雙音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)。具體電路如圖6所示。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，能否撥號(hào)首先取決于電話機(jī)是否可靠摘機(jī)，如果話機(jī)沒有摘機(jī)，其它硬軟件即使完全正確也是沒用的。為此，要注意挑選性能好的繼電器。使用4066的目的是確保置號(hào)和撥號(hào)相互隔離、互不影響。
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
?? 本系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)告警單元軟件和系統(tǒng)中央
告警單元主程序處于中斷工作方式，其在完成系統(tǒng)初始化后開始等待中斷響應(yīng)產(chǎn)生，如果傳感器探測(cè)到感應(yīng)源，則程序向下執(zhí)行，無(wú)線發(fā)出一個(gè)具有特定含義的編碼脈沖串，反之則等待。中央處理單元主程序處于查詢工作方式，其在完成系統(tǒng)初始化后開始循環(huán)檢測(cè)接收緩沖器，如果有數(shù)據(jù)接收到，程序便向下執(zhí)行開始撥號(hào)告警；若無(wú)數(shù)據(jù)接收到，則等
待。這里告警單元和中央處理單元之間采用異步串行工作方式。預(yù)先要多置入幾個(gè)告警號(hào)碼，以便當(dāng)所撥線路占線時(shí)迅速撥打其它的號(hào)碼。還需要特別指出的是，由于公共電話網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度有限，在摘機(jī)與撥號(hào)之間以及撥相鄰兩個(gè)號(hào)碼之間要有足夠的時(shí)間延遲。
2 陳龍三．8051單片機(jī)C語(yǔ)言控制與應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，2000
3 張智榮等．智能化流量計(jì)量系統(tǒng)研究與開發(fā)．電子技術(shù)應(yīng)用，2001（2）
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