基于单片机的简易无线防盗报警器的设计概要.docx
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基于单片机的简易无线防盗报警器的设计概要
摘要...........................................................................................................................IABSTRACT....................................................................................................................II
绪论...........................................................................................................................1
1基于单片机的无线防盗报警器总体方案设计.......................................................2
1.1无线智能防盗器的设计思想........................................................................2
1.2无线智能控制报警系统的总体框图.............................................................2
1.3方案模块及功能说明...................................................................................3
1.3.1信号检测处理电路介绍与说明............................................................3
1.3.2接收与发射模块介绍与功能说明........................................................4
1.3.3声光报警电路介绍...............................................................................5
1.3.4语音电路介绍......................................................................................5
1.3.5DTMF收发电路介绍.........................................................................5
2硬件电路设计.........................................................................................................6
2.1单片机介绍及外围电路的设计....................................................................6
2.1.1AT89C51单片机的引脚功能介绍........................................................6
2.1.2时钟和时钟电路..................................................................................8
2.1.3看门狗及串行存储电路的设计............................................................9
2.2信号检测处理电路.....................................................................................11
2.2.1BISS0001信号处理集成芯片.............................................................11
2.2.2信号检测处理电路图.........................................................................11
2.3无线编码与发射模块.................................................................................12
2.3.1无线编码发射芯片PT2262................................................................12
2.3.2无线编码与发射电路.........................................................................13
2.4无线解码与接收模块.................................................................................13
2.4.1无线接收解码芯片PT2272................................................................13
2.4.2接收与解码电路原理图.....................................................................14
2.5DTMF收发电路..........................................................................................14
2.5.1MT8880的引脚功能介绍...................................................................14
2.5.2MT8880的工作模式与寄存器控制....................................................15
2.5.3DTMF收发信号的电路......................................................................17
2.6语音电路....................................................................................................18
2.6.1语音芯片ISDl420..............................................................................18
2.6.2语音电路............................................................................................19
2.7断线检测及振铃检测和自动摘挂机电路图设计........................................20
2.7.1断线检测电路设计.............................................................................20
2.7.2振铃检测和自动摘挂机电路图设计..................................................21
3软件设计实现.......................................................................................................22
3.1主程序设计..................................................................................................22
3.2拨号子模块说明及流程图..........................................................................23
结束语......................................................................................................................26致谢...........................................................................................错误！
未定义书签。
参考文献..................................................................................................................27
附录.........................................................................................................................28
摘要
智能化防盗技术经历了20多年的发展，无线防盗系统作为智能化小区建设必不可少的部分而得到普遍应用。
本文融合了传感器采集、无线传输及单片机控制技术，研制了基于单片机的简易无线防盗报警器。
报警器主要由人体信号检测电路、编译发射电路、编译接收电路、DTMF收发电路、语音电路、以及作为主要核心的单片机控制电路六大部分构成。
其工作原理是通过单片机将智能红外传感器信号进行采集整理，无线传送到家庭智能报警主机，触发报警程序，以实现各种功能的报警。
本报警器利用单片机控制技术和无线网络技术，采用无线数据传输方式，并运用电话网络，但是与电话互相独立，不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。
关键词：
无线防盗报警单片机红外传感器DTMF
I
ABSTRACT
Intelligentanti—thefttechnologyhasbeendevelopedfor20years.Asanessentialpartofintelligentresidentialconstruction,lesssystemhasbeenuseduniversally.Thisdissertationcombinesthesensor,radiotransmissionandcontroltechnology,developedasimplemicrocontroller-basedwirelessburglaralarmsystem.
Thealarmdeviceisconstitutedbysixparts.Theyarehumansignaldetectioncircuit，compiletransmitter,compilereceivercircuit,DTMFtransceivercircuits,voicecircuits,aandasthemaincoreoftheMCUcontrolcircuit.Theprincipleofitsworkisthatthesignalcollectedbyinfraredsensorsistransportedtothehostfamilysmartalarm.Thesignalcantriggerinterrupthandlingprocedurestoachievethevariousfunctionsofalarm．
ThealarmdeviceusesMCUtechnology,wirelessnetworktechnology,wirelessdatatransmission,andalsousetelephonenetworks,butindependentoftelephoneanditwillnotaffectthenormaluseofthetelephonethroughvoiceprompts,anditisfriendlyhuman—computerinteraction.
Keywords：
anti-theftwirelessMCUinfraredsensorDTMF
II
绪论
（1）研究防盗报警器目的和意义
随着科技信息的发展，无线智能防盗器是智能化小区建设必不可少的部分并为小区住户的安全提供可靠的保障。
在传统的防盗措施中，人们安装防盗门、防盗窗，小区物业公司雇佣了大量的保安人员，但非法进入社区作案的事件仍时有发生，这些案情的发生非常隐蔽，等到发现时已经造成严重的财产损失。
这些都显示出传统的安防方式存在着很大的疏漏。
小区管理极为重要的内容之一是确保住宅、住户的安全。
在新的时代，我们要依靠科技来保护家人和财产，采用无线智能防盗系统可以使您在拥有美好舒适生活同时，确保人身安全和财产安全。
本次的设计将会实现简易的无线报警器的功能，即红外线探测，无线传输，声光报警及电话语音报警功能，能够较好的满足现阶段的使用要求，具有一定的实际应用价值。
（2）报警器防盗的现状
随着国家智能化小区建设的推广，防盗器已成为智能小区的必需设备，特别是近几年，安全防范的迫切需要给家庭防盗报警系统留下了越来越广泛的市场。
智能化防盗技术经历了20多年的发展，已从原来的初步阶段步入到快速发展阶段，由模拟监控系统快速的发展成为现在的数字化、网络化、智能化。
智能化防盗技术的主要内涵是其服务的信息化、图像的存储和处理、数据的存储和处理等等。
一个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警、监控三大部分。
防盗系统的主控制器就是利用单片机对各种传感器、探测器所采集的信号进行存储与分析，以达到智能控制的目的。
从国内来看，比较高档的一般为进口货，价格昂贵，且多为有线连接方式。
国内产品尽管不少，但多为模拟电路形式，且结构和功能简单，可靠性差，难以联网。
本文利用单片机控制技术和无线网络技术，开发一种具有联网功能的无线智能防盗系统。
采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于己装修用户，及布线不方便的场合。
本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。
智能化防盗技术的发展与进入二十一世纪信息技术的腾飞正迈入一个全新的领域，智能化安防技术与计算机之间的界限正逐步消失。
目前，智能化防盗技术的发展己取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，数字化智能报警当前面临新的发展契机。
1
1基于单片机的无线防盗报警器总体方案设计
1.1无线智能防盗器的设计思想
无线智能控制报警器是指人们利用现代科技采用多种传感器采集技术，将警情信息按照一定的模式进行分析并将判断结果通过数据传送出去的安保技术集成。
已成为智能化小区建设中不可缺少的部分。
它可以尽早的发现很多突发事件，并做出相应的报警。
给用户事先设定的电话拨打报警电话，同时在家中发出警笛声以驱赶非法入室的不速之客。
本报警器是通过单片机将红外传感器信号进行采集整理无线传送到家庭智能报警主机，由单片机组成的报警主机做出反应，以实现各种功能的报警，如红色LED示警、外置警灯警笛报警、并且可以自动拨打事先设定的报警电话实现电话报警功能。
它具有如下特点和功能：
（1）LED及外置警笛示警；
（2）电话自动拨号与语音报警；
（3）无线发射接收；
（4）报警拨号个数、顺序可自行设定。
设定报警部分为本系统主体工作部分，即实时监控所需防盗报警区域的安全情况，在软件上表现为主循环，当有报警信号时才去执行相应操作。
在此我们需要对人体的红外辐射敏感并且抗干扰（如小动物等）的传感器，为此我们选用被动式红外热释电传感器，并在它的辐射照面覆盖特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用，提高了报警器的灵敏度，使报警器的可靠性大大提高。
报警器工作原理：
采用被动式红外热释电传感器对入侵信号进行捕捉，当有入侵信号时，由单片机控制中心（AT89C51）发出相应信号控制电话接口电路。
自动拨打预设电话号码进行报警；系统的语音电路可进行15s录音，对警情进行说明，同时进行扬声器报警，可以起到震慑入侵者的作用。
1.2无线智能控制报警系统的总体框图
基于单片机的无线智能防盗器由传感器、电话智能报警器，及相关的控制软件组成，智能无线电话报警器硬件总体结构如图1-1所示，主要包括单片机中央控制器、传感器探测与信号处理电路、声光报警电路、DTMF（双音多频）拨号电路、语音电路、看门狗串行存储电路等。
2
图1-1无线智能报警器硬件总体结构图
1.3方案模块及功能说明
从图1-1无线智能报警系统硬件总体结构上很容易看出，整个系统可以分成信号检测处理电路、射频接收模块、射频发射模块、声光报警电路、语音电路、DTMF收发电路、看门狗串行存储电路等。
其各模块的功能如下：
1.3.1信号检测处理电路介绍与说明
（1）红外传感器
红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。
红外传感器根据探测机理可分成为：
光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。
而对于现代的人体探测系统中，常用的有被动式热释电红外探测器，被动式热释电红外探头优点是具有无辐射、器件功耗小，隐蔽性好、价格低等优点；缺点也很明显，容易受各种热源、光源干扰，被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收，环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降，有时甚至造成短时失灵。
本设计采用被动式热释红外传感器。
（2）信号处理电路
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成芯片。
是CMOS数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹
3
配，进行信号处理。
其双向鉴幅器，可有效抑制干扰。
（3）模块功能说明
本报警器使用被动式红外热释电传感器作为检测报警信号的传感器。
被动红外热释电传感器具体原理是人体都有恒定的体温，会发出特定波长10um左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。
人体发射的l0um左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
此信号经过用于传感信号处理的集成芯片BISS0001的信号处理，再输出给编码无线发射电路。
1.3.2接收与发射模块介绍与功能说明
（1）基于幅度监控（ASK）的无线收发模块
基于幅度键控（ASK）无线发射的模块有RF2401、RF905、PT2262（PT2272）等。
这些模块发射的距离一般在几十米到上百米之间。
在本设计中选用PT2262和PT2272来完成传感器与主控器之间的通信。
PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改：
在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：
悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，只要将PT2262和PT2272的1～8脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地，其它引脚悬空就能实现配对接收。
当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1～D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端输出解码有效高电平信号。
（2）模块功能说明
PT2262及PT2272的工作原理：
当PT2262接收由传感器发来的报警信息，编码芯片PT2262发出的编码信号，信号是由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。
通过无线传输到PT2272，解码器（PT2272）解码后得到报警传感器的地址和数据类型。
只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收解码输出的数字代表传感器的类型。
由于本设计传感器只用到红外热释电传感器，即单对单的编码与解码，只需将PT2262、PT2272的地址脚设定一致，就能到达报警效果，如果有多个报警点，可以通过设定数据管脚，来达到多点报警功能。
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1.3.3声光报警电路介绍
声光报警电路主要由LED、喇叭和单片机构成，当有警情时通过单片机置位使LED与喇叭发出声光报警。
1.3.4语音电路介绍
ISD语音芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存储在片内
单个EEPROM单元内，无需经过A/D或D/A转换，因此能非常真实的再现语音、音乐、和效果声。
避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和金属声。
本设计中选用ISDl420实现语音提示与报警功能。
1.3.5DTMF收发电路介绍
（1）双音频编码解码电路
一般常用的电话双音频（DTMF）编解码集成电路有8870、8880、8888等。
市面上用的较多的DTMF收发电路是MT8880。
MT8880是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。
接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。
MT8880芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。
（2）模块功能说明
本设计中采用MT8880来用于DTMF的收发电路。
能够实现电话线远程通信，并实现自动拨号。
选用MT8880双音多频（DTMF）收发电路，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生，并将DTMF信号送到电话线上向远处发送。
5
2硬件电路设计
系统硬件由人体信号检测电路、编译发射电路、编译接收电路、DTMF收发电路、语音电路、以及作为主要核心的单片机控制电路六大部分构成组成。
（具体整机电路见附录图1报警主机电路图），以下依次介绍各部分电路的芯片结构和电路原理。
2.1单片机介绍及外围电路的设计
本次设计是用AT89C51单片机为核心实现报警控制。
通过它的引脚对语音电路和DTMF收发电路实现控制，其中主要用到了P3口的替代功能。
所以我们要先对AT89C51的
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