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1、编号:审定成绩:重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目:楼宇防火防盗警报系统的设计单位（系别）：学生姓名：专 业：班 级：学 号： 指导教师： 答辩组负责人：电子工程系蒋民心电子信息工程011209030112090315胡继志唐林建填表时间：2013年5月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目楼宇防火防盗警报系统的设计学生姓名蒋民心系别电子工程系专业电子信息工程班级01120903指导教师胡继志职称副教授联系电话教师单位重庆邮电大学移通学院 下任务日期_2013 _年_ 1_月_5 _日主要研究内容、方法和要求进度计划主要参考文献
2、指月日年日 月备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计 （论文）开始前下达给学生在社会信息化进程日益发展的今天 , 信息技术已渗透到人类生存、活动的各个领域 , 在建 筑领域 , 人们的现代生活、工作对居住和办公的建筑环境不仅要求舒适健康、安全可靠、高 效便利 ,同时还要适应信息化社会运用科技手段和设备的要求。因此 , 将智能化引入住宅小区 已成为一种趋势 , 并且在智能化住宅的家庭智能管理系统中对防火防盗报警进行监控已经成 为民用建筑领域向信息化和网络化发展的一个重要组成部分 1 。本文介绍了住宅智能化中的防盗防火报警系统。住宅防盗防火报警系统是将防盗防火功 能结合到一起，同时完成盗情和火
3、情的检测，并且实现自动报警功能。其中盗情检测由红外 探测与微波探测器构成的双鉴探测器完成，而火情检测由光电感烟探测器，温度探测器和一 氧化碳探测器集为一体的复合式火灾探测器完成。当防盗探测器或防火探测器检测到险情的 时候，向单片机发出中断申请，再由单片机控制报警电路，实现自动报警。本系统具有密码识别功能，只有通过键盘输入正确的密码才能控制系统的开闭。密码并 不是唯一的，可以修改以及更换。本系统还配置了备用电源以及具有断电和掉线自诊断功 能，增强了系统的安全性和稳定性。此外系统还从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计，能 够让系统可靠的完成工作。时代在发展，社会在进步，人们对生活质量的追求也在日益增
4、 长，特别是住宅方面，不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提 出了更高的要求，智能住宅的安全防范系统也应运而生。现在很多小区都安装了智能报警系 统，因而大大提高了住宅的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。关键词】 防火防盗 传感器 智能报警系统ABSTRACTWith the rapid development of computers and information technology, intelligent alarm system is introduced into hospital, and its development is rapid. In th
5、is paper, software design of an intelligent alarm system is introduced, the main control module, keyboard module, temperature module and change passwordsmodule are designed. Interrupted applications of each module are controlled by the main control module, MCU communicated with the outside world is
6、made by the keyboard module.User can change passwords at any time. The advanced C language based on MCU is adopted to design in this system, and the relative flow is showed in this paper.This paper introduces the residential intelligent burglar fire alarm system. Residential anti-theft fire alarm sy
7、stem is will anti-theft fire prevention function together, finish at the same time the stolen feeling and fire detection, and realize the automatic alarm function. One stolen sentiment detection by infrared detection and microwave detector constitutes double jian detector complete, and fire detectio
8、n by light smoke detectors, inductance temperature probe and carbon monoxide detectors sets a composite fire detector complete. When the burglar detectors or fire detector detect danger to the microcontroller, application, again by issued interrupt microcontroller control alarm circuit, realize the
9、automatic alarm.This system has a password recognition function, it is only through the keyboard input the correct password can open and close of the control system. The password is not the only, can modify and replacement.The development of times, social progress and people in the pursuit of qualit
10、y of life, especially in growing, not only hope to have house comfortable, warmth, and the residence of security, intelligence, etc also put forward higher request, intelligent residential safe guard system also arises at the historic moment. Now many village installed intelligent alarm system, thus
11、 greatly improve the safety degree of residence, effectively ensuring residents. Person property safetyKeywords】 anti-theft fireSensorsIntelligent alarm system .目录、八、-丄前 言 1 第一章防火防盗警报系统概述 2第一节防火防盗警报系统在国内外的发展 2 第二节防火防盗警报系统的前景和趋势 3 第二章系统的总体设计方案 4第一节智能报警系统的总体设计方案 4第二节系统的基本工作原理 6 第三章用户端探测器的设计 6第一节防盗探测器电
12、路设计 6一、防盗探测器 6二、微波探测器 8第二节防火探测器电路设计 8一、光电感烟探测器 8二、温度探测器 9第三节遥控模块的设计 10 第四章用户端自动报警器硬件电路设计 10第一节系统电源电路设计 11第二节自动拨号报警电路设计 11一、电路的原理和组成 11二、 MT8888 芯片简述 11三、芯片工作原理 12四、芯片工作方式 13五、DTMF 拨号原理 14六、拨号芯片及外围电路 15第三节语音报警电路设计 15第四节电话接口电路设计 16 第五节键盘与密码显示电路设计 17 一、键盘电路 17、密码显示电路 18第五章用户端自动报警器软件设计 18 第一节系统主程序设计流程图
13、18 第二节控制模块程序设计 19 第三节检测报警模块的程序设计 22 第四节拨号模块的程序设计 23 第五节语音模块的程序设计 23 第六章系统的抗干扰设计 24 第一节系统硬件抗干扰设计 24 第二节系统软件抗干扰措施 25 结论 26 致谢 27 参考文献 27 附录 29一、英文原文 29二、英文翻译 30、八前言随着人类社会的进步和科学技术的迅猛发展，人类开始迈入以数字化和网络化为平台 的智能化社会，人们对工作、生活等环境的要求也越来越高，开始出现了诸如智能化仪 表、智能化家电、智能化汽车、智能化小区等具有不同智能程度的产品、设备、工具甚至 工作环境和生活环境，并且呈现出高速发展的趋
14、势。伴随着数字化和网络化的进程，智能 化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为一种势不可挡的历史趋势。其中正在兴起的智能 小区建设热潮，反映和适应了国际社会信息化和智能化的发展要求，是 21 世纪的新概念 住宅。目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范系统自动化监控管理； 住宅的火灾、有害气体泄漏实行自动报警；火灾报警系统应是以烟、温及可燃气体等探测 器为主体；防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；系统应能与计算机安 全综合管理系统联网；计算机系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制。基于此项规 定，住宅防盗防火系统实现智能化势在必行。主动式红外线报警器，是报警器主动发出红
15、外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回 来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线 线又不断反弹的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时 候，探头就会检测到有异常，就会报警。被动式报警器少了一项功能，就是发射红外线。物理学上告诉我们，当物体的温度高 于 0K 的时候，就会发出红外线，换句话说任何物体都能发出红外线。而其后的原理，被 动式报警器和主动式是一样的。红外线报警器对温度敏感 ,温度越高的物体辐射出的红外线越强 ,当感应到环境中存在 高出背景强度的辐射时 ,就触发反警。本文所要介绍的住宅防盗防火报警系统，正是在智能化住宅蓬勃发展的
16、背景下，为了 满足用户对安全的强烈要求而设计并开发的。系统的首要任务是根据住宅小区的类型、使 用功能及防护风险等要求，通过运用多传感器探测、及单片机控制，数据通讯等技术形成 智能报警系统，达到保障小区用户生命和财产安全的目的。第一章 防火防盗警报系统概述第一节 防火防盗警报系统在国内外的发展在社会信息化进程日益发展的今天，信息技术应用已渗透到人类生存、活动的各个领 域，在医院方面，防火防盗不仅要求安全可靠、高效便利，同时还要适应信息化社会运用 科技手段和设备的要求。因此，在医院的日常安防工作中，引入了很多高科技手段，我们 称之为技术防范。现代安防监控系统已有了新的概念，通常称为安全自动化 SA
17、S（Security Automation System）,并与防火自动化系统 FAS.（Fire Automation System）共同构成智能建筑系统最底层 的系统。目前国外发达国家已逐渐形成一个集安防、消防、医疗救护为一体的安全保障行 业。安全技术防范行业真正形成行业规模是在第二次产业革命中即 1950年1971 年，首 先在美国、英国等国家形成，像ADEMCO（安定宝）、VICON（维康）、CHUBO（集宝）、AMERICA DYNAMIC （A. D） 等。60 年代视频图像技术、 70 年代计算机数字技术。 80年 代生物识别技术以及 90年代国际互联网技术的应用，使安防行业得到
18、快速发展。西门子楼宇科技公司针对医院建筑安全防范的实际情况，充分结合医院本身的情况，最 新推出了 Guano Easy新型安全防范系统10。Guarto Easy将视频监控、音频对讲监听、防 盗报警 （有线或无线连接方式 ）、火灾探测、危险气体探测等多种警告方式 （声光，无线，拨 号）结合起来，对医院进行全方位的安全防范。 Guarto Easy 采用总线式结构，符合安防系 统的暴露线路最短的原则。通过适配器可以接入各种信号（电压，触点等 ），可以连接防盗探测器、震动探测器、气体探测器、火灾探测器、紧急按钮、门禁触点等各种探测器，能 够适应各种情况。在线路上，可以接入中继器实现探测线路的延长，
19、从而更好的适应环 境。就智能建筑中的火灾报警而言，目前出现的大型组合火灾报警系统或智能火灾报警系 统，一般是根据灾前检知的光、热、烟、气、味等个别异常或是否达到某种阈值来做出判 断的多阈值系统，多传感元件火灾探测器是智能型的装置，使用三种不同类型传感元件的 探测器记录模拟量的火灾参数，并将这些模拟量转换成数字信号，然后，探测器利用数值 算法判定是否存在火灾危险。现在世界各国都在致力于研究和开发能早期预报火灾的火灾 探测方法和设备，如利用神经网络所具有的自学习和自适应等特点，就可组成智能火灾探测系统，提高火灾探测系统的检出率，增进系统的可靠性 2。在我国，医院安全防范报警系统己成为智能医院中实现
20、安全管理的重要系统。根据我国的 规定，安全防范报警系统主要包括电视监控、防盗报警、求救求助、有毒气体泄漏报警、 消防报警等内容。该系统是一种比较完善的安全防范系统，通过在可视对讲的基础上，不 断扩展主机功能，增设室内分机用于接收室内各探测器的报警信号。室内分机有多个探测 器接口，可接收感烟探测器、温度探测器、红外及微波探测器、有毒气体泄漏探测器等传 来的报警信号。与国外相比，我国智能医院安防系统有很大的差距。现在一般医院的主要防盗措施仅限于 防盗窗、防盗门，虽有一定的防盗作用，但在灾害发生的情况下，逃生就比较困难。另 外，医院安全措施不足，安全防范系统也急需普及。在我国，以北京、深圳、上海、广
21、州等较发达的城市为龙头形成了一股智能化医院 热。目前，公安部、建设部均要求智能医院必须具有安防系统。可以预见，智能建筑将成 为 21 世纪建筑业的发展主流。特别是在我国，随着人们生活水平的日益提高，各种建筑 是否智能化，安防系统是否完备、可靠，将成为评价建筑的重要指标。第二节 防火防盗警报系统的前景和趋势随着社会的发展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此作为 社会的基本单元 “安全防范问题就显得尤为重要。传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居 防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题，如：影响楼房美观，市容整洁；影响火灾救援 通道；给犯罪分子提供了便利的翻越条件；时间久了会有高空坠
22、物的危险等。所以作为新一代的智能安全防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运 用。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能小区的等级标 准，按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业管理和信息网络等系统。 因此，小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备工程中。第二章 系统的总体设计方案第一节 智能报警系统的总体设计方案家庭智能防盗防火报警系统开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况，根据我国 智能化住宅建设的实际情况，为满足新时期居民的居住要求，并充分考虑其经济性和可靠 性，能真正实现智能化报警的要求来确定的。本课题从智能报警系统的简单、可靠、
23、低成 本等方面进行研究和设计。这里涉及到智能报警系统的功能、可靠性以及在使用过程中是 否简单方便、便于编程等一系列的问题。经过长期调查研究，从技术上认真分析，认为需 满足下列技术要求，方能实现功能完善、操作方便、经济可靠这些主要目标： 能够实现无线报警信号的发射与接收； 控制器能够通过探测器检测警情，而且灵敏度要高，误报率要低； 控制器可以实现自动模拟摘挂机功能； 通过DTMF自动拨号，语音报警； 能够进行设置密码校验。系统开关机采用密码控制且允许修改密码，防止误报同时增加用户端自动报警器的保密性； 能够预存用户报警电话号码等关键数据，并可以修改；为此采用以下技术措施，实现上述目标： 断电保护
24、。断电后，由备用电池给系统供电，保证系统能够正常工作； 各种警情信号在室内，通过无线的方式和报警主机之间进行数据传输； 采用公用龟话线作为信息传输媒体，充分利用电话线路的优势，成本大大降低，同时简化了设计，提高了可靠性； 传送报警信息用语音方式。语音简短明确，可在电话机上收听，使用方便； 使用看门狗电路，死机后能自动恢复正常运行； 采用电话断线检测电路，在电话线被破坏后现场警报；单元模块的功能如下：各前端探测器 /传感器完成对家庭住宅里不同探测区域内的各种灾情发生前的各种参数（如人体热释电红外信号、火灾烟雾浓度 ）的可靠监测工作，所谓无线式智能报警系统，就是采用高可靠性的，性价比较高的无线式智
25、能传感器，它将数据采集、AD转换、比较判断等功能集成在一体，输出报警开关量，即只有实际参数达到用户设定的报警值时， 才输出报警开关信号和探测器编号，然后通过无线传输的方式送给自动报警器主机。自动报警主机的核心器件是单片机，它是整个系统的“心脏”，由它来接收报警信号 并控制、协调各功能模块的正常工作，考虑到系统的功能和经济性等因素，用的是当今流 行的性价比较高的AT89C51单片机5。输入输出设备包括键盘、显示、报警蜂呜器、按钮或开关、各类指示灯等。键盘用于 用户密码的输入、修改、预存电话号码的输入等，报警蜂鸣器和各类指示灯用于声音报警 和系统不同工作状态的指示，按钮或开关用于系统电路调试工作或
26、些用到手工触发的场 合。考虑到系统使用对的安全性和保密性，特设计了密码控制电路，只有通过密码验证后 才能来控制系统的运行和停止。图22住宅防盗防火系统总体框图E2PR0M中存储系统的一些原始参数、重要数据（预存电话号码、系统密码等）。拨号 电路主要采用MITEL公司的编/译码集成芯片MT8888来完成电话号码的发送、配合单片 机完成电话线上各种信号音的监测等工作。语音电路采用美国ISD公司的高保真录放一体化语音芯ISDI420来完成报警时进行语音 提示的预存工作，根据警情的不同进行相应的提示语音录存。第二节 系统的基本工作原理报警探测器安装在用户家里需要防范的部位，例如门窗、厨房、卧室等，报警
27、主机放 在家里比较隐蔽的区域。在通常情况下，监控器是处于休眠状态，当用户要出门，家中没 人时，用户可以通过键盘启动监控器，监控器接到用户命令后，等待一个肘闯 （如3分钟 ）， 让用户启动监控器后有足够的时间离开住宅，该时间过后，监控器会启动探头，此时监控 器处于真正的布防状态，只要有人在探头检测范围内经过，而他又不能在规定的时间内输 入正确的密码进行撤防，报警探测器立即向自动报警主机发出报警信号，接到警情事件 后，自动报警主机立即进行确认（多次巡检中断信号），确认无误后，从E2PR0M中读出相 应的报警电话号码。通过双音多频拨号芯片自动拨打用户预先设置好的报警电话号码 （如 手机号码，办公室号
28、码 ）进行远程拨号报警，待对方摘机后，启动语音电路，将预先录制 好的语音信息通过电话线传给对方，通知对方发生警情，如果对方没有摘机，就连续拨打 三次，并进行现场警铃报警 3。第三章 用户端探测器的设计第一节 防盗探测器电路设计、防盗探测器防盗探测器是由热释电红外探测器与微波探测器组成的双鉴探测器，较之以往的红外3.1所示。或微波单信号探测器，其误报率明显下降，原理示意图如图图3.1双鉴探测器原理示意图热释电红外线（PIR）传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一 种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化 节能装置。它能以非接触形式检测出人体
29、辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信 号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件，在每个探测器内装入 一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生 的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的 场效应管放大后向外输出14。人体辐射的红外线中心波长为9-10um,而探测元件的波长灵敏度在0.2-20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的 波长范围为7-10u m,正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外
30、线由滤光片 予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。一旦人侵入探测区 域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的 热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而输出电压信号11。热释电红外探测器电路采用的器件包括红外探测器专用芯片一红外传感信号处理器BISS0001、热释电红外探头 RE200B（传感器）及一些外围元件（电阻电容）。它的正常工作电 压是+4.5V（工作范围可在3V到5V之间）。当热释电红外探头接收到人体发出的红外线 后，经过内部转换，输出一个微弱的低频电信号到 BISS0001 芯片的第一级运算放大器 IC1 的同相输入端
31、 （14 脚），对信号进行放大预处理，然后由电容耦合给第二级运算放大器IC2，对信号再次放大，同时将直流电位抬高到VM。再经内部的两个电压比较器（IC3, IC4）构成的双向鉴幅器，检出有效触发信号 VS 去启动延迟时间定时器 （只要有触发信号 VS 的 上跳沿则可启动延迟时间定时器 ）。 IC6 是一个条件比较器，当输入电压 VCVR时，IC6输出为高 电平，则打开与门IC7，此时，如果有触发信号 VS的上跳变沿到来，将启动延迟时间定 时器，同时 V0 脚（2脚）输出高电平信号，经与门后送单片机进行报警处理，此时探测器进 入延时周期，延迟与封锁时间为几秒钟。该设计输出为脉冲信号，当有移动物体
32、进入探测 范围以内时，输出端电平由低电平跳变至高电平，可实现检测并报警。二、微波探测器微波探测器是继超声波，激光，红外和核辐射等传感器之后的一种新型的非接触式的 传感器，用于探测在防范空间内的任何运动物体。微波探测器可靠性强，无光亮和热源的 要求，探测环境要求低。报警探测器是用来探测入侵者的入侵行为。需要防范入侵的地方 很多，可以是某些特定的点、线、面，甚至是整个空间。探测器由传感器和信号处理器组 成。在入侵探测器中传感器是探测器的核心，是一种物理量的转化装置，通常把压力、震 动、声响、光强等物理量转换成易于处理的电量（电压、电流、电阻等）。信号处理器的 作用是把传感器转化的电量进行放大、滤波
33、、整形处理，使它能成为一种能够在系统传输 信道中顺利转送的信号。第二节 防火探测器电路设计本次设计中的防火探测器是由光电感烟探测、温度探测和 CO 探测构成的复合型火灾 探测器。多传感器设计思想解决了传统防火探测器一直存在的误报率高的问题，增强了火 灾探测的可靠性。一、光电感烟探测器光电感烟探测器也是点型探测器，它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性 这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散射作用，光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。一般的点型光电感烟探测器属于散光型的，线型光束探测器是用的遮 光型的。工作原理：光电感烟火灾探测器的工作原理是一感光电极处于激光照射下发生 电信
34、号，当火灾烟雾遮蔽激光时，电极失电，发出报警信号。光电感烟探测器点型光 电感烟探测器的红外发光元件与光敏元件（光子接收元件 ） 在其探测室内的设置通常是偏置设计。二者之间的距离般在20-25mm .在正常无烟的监视状态下，敏元件接收不到任何光，包括红外发光元件发出的光。在烟粒子进入探测室内时红外发光元件发 出的光则被烟粒子散射或反射到光敏元件上，并在收到充足光信号时，便发出火灾报 警，这种火灾探测方法通常被称做烟散射光法。点型光电感烟探铡器通常不采用烟减 光原理工作。因为无烟和火灾情况之间的典型差别仅有 0.09%变化这种小的变化会使探 测器极易受到外部环境的不利影响 15 。线型光束感烟探测
35、器通常是由分开安装的、经调准的红外发光器和收光器配对 组成的，其工作原理是利用烟减少红外发光器发射到红外收光器的光束光量M 判定火灾，这种火灾探测方法通常被称做烟减光法。线型光束感烟探测器同点型光电感烟探测器相比，虽然有其独特的优越之处， 但从现有的实用型式和方法来看，仍有其不足之处。线型光束感烟探测器的现有实 用型式和方法，主要有下述三种：第一种型式是线型光束感烟探测器的两端都设有 电源，即设有 2 个电源，而且每个电源都要有主电和备电，还设有一个低电平控制 器。该系统需要定期维护和检查。因而，其成本或造价较高。二、温度探测器 火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。温度探测器是
36、对警戒范围 中某一点或某一线路周围温度变化时响应的火灾探测器。它是将温度的变化转换为电信号 以达到报警目的。根据监测温度参数的不同，一般用于工业和民用建筑中的温度探测器有 定温式、差温式、差定温式等几种。定温式探测器。定温式探测器是在规定时间内，火灾 引起的温度上升超过某个定值时启动报警的火灾探测器。它有线型和点型两种结构，其中 线型是当局部环境温度上升达到规定值时，可熔绝缘物熔化使两导线短路，从而产生火灾 报警信号。点型定温式探测器利用双金属片、易熔金属、热电偶热敏半导体电阻等元件， 在规定的温度值上产生火灾报警信号。差温式探测器，差温式探测器是在规定时间内，火 灾引起的温度上升速率超过某个
37、规定值时启动报警的火灾探测器。它也有线型和点型两种 结构。线型差温式探测器是根据广泛的热效应而动作的，点型差温式探测器是根据局部的热效应而动作的，主要感温器件是空气膜盒、热敏半导体电阻元件等12。本系统选用了美国DALLAS公司推出的DS18B20本系统选用了美国DALLAS公司推 出的DS18B20 一线式数字式温度传感器。DS18B20与单片机的连接，DS18B20采用外接电源供电方式，工作电源由 VDD引脚接入，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换 精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。4K718B20vcc图3.6温度探测器电路第三节遥控模块的
38、设计MCU微处理器对双音多频（DTMF）编、译码器的控制，使住宅通过电话网实现与相关部门之间的数据交换，微处理器对各传感器的信号检测和控制。MCU通过对接口电路的读取，并向单位保卫科、110/119报警台单位电话机或个人传呼机发出呼叫信号，告之对方住宅被盗。本系统与电话机并联，只在报警期间占用电话线路，报警结 束后系统与电话线路脱离，不影响电话机的正常使用。当探测器检测到意外情况后就 发出报警电平信号到主机控制部分。主机控制部分对该电平信号进行处理，然后控制 双音多频拨号芯片向电话线路拨出双音多频信号（电话号码），与此同时控制语音芯片拨出事先录制好的语音信号到电话线路，实现语音报警，拨号完成后
39、，模拟挂机。第四章 用户端自动报警器硬件电路设计第一节 系统电源电路设计系统主电源采用直流电源 _5V和+12V供电。电源部分由 MC7805/MC7905/MC7812构成，变压器输出经桥路整流，电容滤波，送入MC7805/MC7905/MC7812输入端，最后输出_5V/+12V直流电。备用电源作为主电源对单片机系统供电的补充，可以使单片机系 统在工作期间，不致因电网突然断电，导致计算机系统RAM中的数据丢失而中断工作，更主要的是它可以避免因电源中断造成整个计算机系统的瘫痪。电网正常工作时给充电电 池充电，电网断电时给稳压块供电。第二节自动拨号报警电路设计、电路的原理和组成本系统设计的自动
40、拨号电路可通过电话网络实现自动寻呼，对所指定的机构或人员发 出求救信号，简述事故性质及地点，使救援人员采取相应措施来制止事故，系统主要功能 如下： 报警优先功能：主机与用户电话机共用一条电话线，非报警时，不影响电话的正常 使用，电话机的正常使用不影响也不干扰主机报警。主机报警时，优先拨打报警电话。 自动拨号功能：可设定1-6组电话或手机号码，每组不超过15位数。 用户对自动拨号报警系统可自行设定和修改密码。 可自行录制语音：语音播送，由使用者自行录制，存录“状况”（如有人闯入，失 火，等），使用者的姓名，地址，电话等。自动探测通话状态：报警时自动探测对方电话 机的使用状态，若对方为占线或响铃后
41、无人接，则保留跳过，等下一轮续拨。 记忆储存功能：本系统采用 X25045为记忆元件，电话号码，报警信息存录等所有 输入都不会因为电源失去而变动13 o、MT8888芯片简述加拿大 Mitel公司生产的 DTMF信号编/解码芯片 MT8888芯片，不仅具有 DTMF 信号收发功能，而且具有电话信号音检测功能。由于是采用CMOS制造工艺，芯片集成度高，功耗低（只有 57.8mW），工作稳定可靠，因此在必须同时具备DTMF信号接收和 发送的功能的系统中倍受人们的青睐。另外， MT8888 可以方便与 MCS51 系列单片机接 口，外围电路简单。因此， MT8888 被广泛应用于信用卡系统、寻呼系统
42、、中继系统、移 动通信、互连拨号以及个人电脑等领域。MT8888 芯片特点： 具有多种工作模式，可由内部控制寄存器选择，所以功能很强。如编程选择双音群 ( BURST )发送模式时，它间歇发送任意个数的双音信号，双音信号持续时间精确控制在 51ms ，符合 DTMF 信号解码标准。也可扩充为 1O2ms 双音群模式，符合电话自动拨号标 准。编程选择呼叫进程检测(call programs)模式时，能检测电话信号音。 频率精度高，片内对双音群模式的占空时间精确定时。三、芯片工作原理MT8888 硬件电路由接收、发送和控制三个主要部分组成。接收电路包括信号放大、 拨号音抑制滤波、输入信号的高低频带
43、通滤波、译码及锁存等功能，用于完成 DTMF 信 号的接收、分离和译码，并以 4 位( 16 个数字)并行二进制码的方式输出。发送电路包括 数据锁存、行列计数、 D / A 转换和混频等功能。 MT8888 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。 MT8888 芯 片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 7。接收部分：前置输入电路可以有差分输入和单端输入两种形式，如图 4.2 所示。 差分输入电压增益： Avdiff=R5/Rl单
44、端输入电压增益：Av =-Rf/Rin元件典型值 C1= C2 = IOnF 、Rl = R4 = R5 = IOOk、 R2 = 60k、R3 = 37.5k、R3= ( R2 X R5) / (R2 + R5)DTMF 信号经运放输出到两组 6 阶开关电容式带通滤波器，分离出低频组 Flow 和高 频组Fhigh信号。低频组中的陷波器把 350Hz和440Hz的拨号音滤除，每组滤波器连接 一阶开关电容式滤波器以提高分离信号的信噪比，由高增益比较器组成的限幅器去除低于 检测门限的弱信号或噪声。解码器采用数字计数方式检测 DTMF 信号频率，利用复杂的 平均算法防止外来的各种干扰，当检测器识别
45、到有效的 DTMF 信号时，预控端 EST 输出 高电平。发送部分:DTMF产生器是发送部分的主体，它产生全部 16种失真小、精度高的标准双音信 号，这些频率均由3.5795MHz晶体振荡器产生。电路由数字频率合成器、行/列可编程 分频器、开关电容式D/A变换器组成。行和列单音正弦波经混合、滤波后产生双音信 号。DTMF编解码表把编码数据写入 MT8888的发送寄存器产生单独的Flow和Fhigh, Fhigh和Flow dB输出的幅度之比为2dB，目的在于补偿高频组信号经通信线路的衰减， 即经过预加重处理。写操作时，总线上的 4位数据被锁存，可编程分频器进行 8中取2的 编码变换，定时长度确
46、定该信号的频率，当分频器达到由输入编码确定的计数值时，产生 复位脉冲，计数器重新计数，改变定时长度可变频率。编码电路由开关电容式D/A变换器组成，得到高精度的量化电平。低噪声加法放大器完成行和列单音信号的混合，输出级 有带通滤波器，用来衰减大于 8kHz的谐波。控制部分：前两部分为模拟信号处理系统，当满足信号条件时系统有输出。为了接收可靠，还应 满足识别条件，即检测有效信号的持续时间，EST型号驱动外接R1, C1积分电路，如图4.1所示。C1放电，在有效时间内EDT维持高电平，当VC=Vtst时（控制逻辑的门限电 平），GT输出信号驱动VC至电源电压VDD，经延时后，控制逻辑把片内状态寄存器
47、的 延迟输出标志位置提高。VDDSVGTESTVDDR1图4.1控制电路原理图如选择中断模式，当延迟标志位置高时，IRQ/CP引脚由高电平变为低电平，为 CPU 提供中断请求信号，延迟控制电压的跳变沿把数据锁存至输出端。四、芯片工作方式MT8888 通过微处理器接口由 RSO 、WR、RD 、D0-D3 选择内部寄存器，以控制电路的工作模式。它有5个寄存器：发送数据寄存器（TDR）、接收数据寄存器（RDR ）、 状态寄存器（SR）、控制寄存器 A （CRA ）和控制寄存器 B （CRB）。其中CRA和CRB 占用同一地址，先写 CRA ，后写 CRB ，是否写 CRB 由 CRA 的最高位控制。MT8888 有多种工作方式，它们分别为：DTMF模式：发送与接收 DTMF 信号。输入数据经 TDR 控制可编程行、列计数器、 D/A 变换器， 合成需要发送的 DTMF 信号。或 DTMF 信号经拨号音抑制、分离带通滤波器、监频与确 认，译成相应的 4 比特码，经 RDR 输至数据总线。 呼叫处理（CALL ）模式：电路可以检测电话呼叫过程中的各种信号音，只要信号的频率落32OHz-51OHz 范围内片内呼叫处理滤波器便可滤出。经限幅得到的方
