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单片机实现无线防盗系统设计

作者: 发布时间:2020-01-22 11:40:55 阅读: 48 次

摘要:本文设计实现了一种基于单片机的无线防盗系统。该系统可以对监控环境中的威胁进行检测,若发现入侵情况可以实现自动电话报警,同时发动语音警报,显示入侵位置,对入侵行为进行记录。

关键词:单片机;无线;防盗系统;电话报警;

 

科技的飞速发展、社会需求的逐渐增高等使得高科技产品在人们的实际生活中应用越来越广泛。人们对住宅和家庭生活的人性化需求也越来越高,其中安全为当代人们生活的首要目标。除了传统的人为的加强安全防护意识外,应用先进的无线防盗系统也可以实现安全防护功能。本文就基于单片机技术、无线通信技术以及传感器技术等设计了一种无线防盗系统。

系统的硬件设计

1系统的整体设计方案

本系统由控制核心、语音电路、显示电路、放音电路、存储电路、无线射频收发模块、传感器等组成。

其中控制核心由单片机控制实现,射频接收模块可以对安装在监控位置的传感器发送的无线信号进行监听和接收,该模块通过解码器(PT2272)解码后可以获得监控传感器的地址和发送数据,该地址数据被传送如单片机部分,触发中断,中断服务程序会调用DTMF收发电路,对DTMF模块进行初始化设置可以对预设号码进行远程拨号。与此同时,单片机同时触发放心电路、显示电路、存储电路等。其中,放音电路主要用于向周围环境发送报警信号,提醒和警告安防人员注意防范盗贼;显示部分用于显示报警时间和报警类型;存储电路对本次防盗报警行为进行记录。此外,通过RS232等硬件电路,防盗系统还可以实现与PC端的远程通信和数据传输。方框图如图1所示。

 图片1.png

1 基于单片机的无线防盗系统硬件结构图

2 DTMF电路实现

DTMF主要负责进行语音拨叫,具体实现功能有:自动拨号、忙音识别、远程按键数字信号识别等功能。本文使用的硬件设备为MT8888双音多频收发器。该模块更大可以同时发送16种双音多频DTMF信号,可以按照单片机需求,实现对多种音频信号的检测。

MT8888工作方式为发送或者接收音频信号时,其引脚向单片机发送中断信号,在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端;当MT8888工作方式为呼叫时,可以对相应的音频信号进行接收,若接收周期内无信号接入,则其IRQ/CP引脚输出低电平。

3 语音电路

本系统使用语音芯片进行语音报警和语音提示。芯片型号为ISD1420。该芯片的引脚REC被设置为低电平时可以进行录音功能,引脚PLAYE/PLAYL为低电平时可以进行放音功能。该芯片的工作方式有多种,可以根据需要通过功能帧设置选择连续录音或者分段录音。

以分段录音为例,当防盗系统需要进行语音报警时,单片机会向ISD1420P1.2P1.3P1.4引脚输入000,使该语音芯片处于等待工作状态,然后再向该芯片发送录音首地址,录音首地址发送完毕后向芯片发送录音指令,即将P1.2引脚置为低电平,芯片进入录音状态,若需要停止录音,重复开始步骤,向芯片相关引脚输入000即可。当放音时,同样需要先将引脚P1.2~P1.4输入000,再将录音首地址送入该语音芯片,不同的在于下一步需要将P1.3或者P1.4引脚置为低电平,此时芯片进入放音状态。

4 编解码电路

本文使用的编解码芯片为PT2262/2272。该芯片具有12位三态地址端引脚,6位数据段引脚,数据输出方式为串行输出。

当该芯片接收到射频收发模块输入的信号时会进行地址码核对,与预存地址码相匹配的地址码才能够出发PT2262芯片的VT引脚的高电平,该引脚与单片机中断端口相连,可以触发单片机的中断服务程序,进而向单片机传输报警传感器状态和报警类型。

5 传感器模块

本文使用传感器进行入侵监控。传感器主要有被动式红外热释电传感器和门磁传感器两种。

其中被动式红外热释电传感器的工作原理为对监听空间内的温度进行传感和探测。正常人的体温大致在37摄氏度左右,该温度下会产生波长为10μm左右的红外线,该红外线可以通过菲涅尔滤光片聚焦在该红外感应源中,导致传感器内的点和平衡被打破,实现电路导通,进而向无线收发模块发送警报信号。

门磁传感器主要应用电磁感应原理实现状态传感和监控。该传感器中的小块永磁体用于产生恒定磁场,较大门磁主体内的干簧管用于实现传感功能。当监控门未出现入侵行为时,永磁体与干簧管距离非常近,此时传感器工作在监听状态;一旦出现入侵行为,来自门端的压力会促使永磁体与干簧管之间出现距离增大现象,该现象会打破传感器平衡,进而引发报警行为。通过地址码和数据码监控系统可以非常方便的获得报警位置和报警类型。

系统的软件设计

本系统采用模块化设计思路,按照各模块主要功能可以通过以下流程实现。

 图片2.png

2 基于单片机的无线防盗系统流程图

当系统开始工作后,各模块被初始化,进入到等待状态,一旦传感器检测到入侵行为,则整个系统按照上述流程进行响应,完成一次报警工作。

 

总结

该系统实现简单,且由于使用无线通信方式,故布局灵活,可以满足实际需求,实现防盗功能,实用性较强。

 

 

参考文献

[1] 周丽,林锦国智能无线防盗报警系统的设计[J].化工自动化及仪表2011,38(11)

[2] 郭云志.智能无线防盗报警器的设计[J].安防科技2008(5)

[3] 周高杯,戴瑜兴,阎博文.智能无线防盗系统的设计[J].单片机与嵌入式系统应用2004(7)

[4] 季行健,郑青,姜伟.基于nRF2401无线监控系统的应用与实现[J].自动化仪表2007,28(9)