智能化电话报警器的研制

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作者：浙江万里学院鲁俊生萧四友万光毅宁波中泰公司陈建定时间：2007-08-27来源：单片机及嵌入式系统应用收藏

　　摘要：介绍一种以单片机作为控制核心的电话报警器。利用电话网传输数字和语音信息，设计新颖，功能齐全，可靠性高，操作方便。这种报警器是机要部门、仓库及居家环境实现安全防范的现场化设施。

引言

　　改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外地人口涌入城市，给社会治安带来很大压力。工厂、机关和居家失盗、失火、抢劫事件时有发生；个别地方尤为严重，损失惊人。由此引起公安部门的高度重视和社会各届人士的普遍关注。有些部门和居民小区开始派人白天守卫、夜间巡逻，并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防范措施，将主人装在铁笼子中以求安全。一旦发生警性（如火警或煤气泄漏），才发现铁笼子将消防人员在事故现场之外，难以即时救助，实为弊端。从整顿市容角度来看，亦为雅观。为此，政府部门提倡采用高科技手段实现技术防范措施。在社会治安的现实需求和政府部门的推动下，市场上国产和进口的防盗报警应运而生。为此，我们分析、对比了国内外的十种防盗报警器的内部结构和功能；结合国内使用条件，研制适合国情的智能化电话报警器。经过不懈努力，已经取得成功。

一、总体设计方案和技术要求

　　过去不少单位已经安装了防盗报警装置，为何仍然失盗？为何至今仍然有人不习惯于使用防盗报警装置？这里涉及到机器的功能、可靠性以及机器在使用过程中是否简单方便、便于编程等一系列的问题。我们经过长期调查研究，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、操作方便这两个主要目标：

　　（1）报警器灵敏度要高，又要求防止误报，就必须有微电脑监控。它能对来自传感器的事故信息进行分析，排除因小动物入侵而产生的误报信号及其他环境干扰信号。

　　（2）事故地点（报警站）与被呼叫对象（接收站）之间的空间距离应不受限制。

　　（3）语音和数字信息都可在同一条信道上传输。采用哪种传输方式（数字或语音），可由用户自行决定。

　　（4）由于用户环境不同，配合使用的传感器类型及数量亦不相同。对于如此多样化的用户环境，机器的设置项目就要多一些（特别是进口产品），造成用户操作不便。为此我们事先编好适应多样化用户环境的精简指令并按顺序编号，使得用户只需用电话机按键拨号，键入事先编好的精简指令序号及适当的参数即可实现各种程序化操作，适应不同环境的要求。用户编程精简指令就像使用计算机一样简单方便，容易接受。

　　（5）用EEPROM固化程序，程序中的关键数据（如用户报警电话的号码）可以临时在电话机键盘上修改又不因掉电而丢失。

　　（6）如因故死机，应能自动恢复正常运行。

二、技术措施

　　上述要求是一项艰巨的任务但也是必须要达到的目标。为此我们经过长期努力，采用以下技术措施，实现了上述目标：

　　（1）采用公用电话线作为信息传输媒体，不用无线电方式。这样，机器受干扰少，误报率低，使用范围更加宽广。凡是有公共电话的地方，报警信息都可以到达，距离不受限制。充分利用公共电话线路普及性的优势，成本大大降低。同时简化了设计，提高了可靠性。

　　（2）传送报警信息用语音方式或数字信息方式，可由用户选择。语音简短明确，可在电话机上收听，使用方便。在有条件安装计算机的地方（如110报警中心及单位保卫部门），还可传送数字信号，便于计算机与报警器之间实现数字通信。

　　（3）报警器设有拨号修改用户密码的电路，可以在很远的地方通过电话线路修改自己家中的电话报警器的密码，远程控制报警器的设防或撤防操作。

　　（4）安装看门狗电路，因故死机后能自动恢复正常运行。

　　（5）电话设计、元器件筛选及接插件安装过程符合国家《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663-90）。

　　（6）在EEPROM中写入9条精简指令，断电后可以永久保存。同时用户可自行设置密码，他人无法使用，保密性好。

　　（7）9条精简指令如下：

　　①用户设定或修改密码；

　　②用户设定第一个被呼叫的电话号码（最多16位数字）；

　　③用户设定第二个被呼叫的电话号码（最多16位数字）；

　　④用户设定第三个被呼叫的电话号码（最多16位数字）；

　　⑤用户设定第四个被呼叫的电话号码（最多16位数字）；

　　⑥用户设定8个防区（对应8个传感器）的设防或撤防状态；

　　⑦用户设定8个防区是有声报警，或是无声报警（有声报警是拉响现场喇叭，驱走入侵者；无声报警是现场无声，声音由电话线路单线传送到被呼叫电话机上，外人听不到）；

　　⑧用户自行录入8段（分别对应于8个传感器）语音，作为预定的报警语音；

　　⑨用户通过电话机拨号操作，可以对报警器设防或撤防。

　　以上9条预先编好的程序，按顺序编号。用户只需通过电话拨号盘拨号，即可选择各种操作。这些操作跟操作计算器一样方便。

三、总体设计电路框图

　　我们设计完成的智能电话报警器，做到了上述技术要求。其总体设计的电路结构框图如图1所示。

四、主要电路分析

1.传感器与信号输入接口

　　要求居家安全，应确保被监视的区域（阳台、门窗、过道、金库等）置于传感器的敏感区域内。

　　现有的传感器产品很多，如红外热释电探头、微波多普勒效应探头、微波-红外复用探头，用于检测盗贼侵入很灵敏。离子烟感器和半导体气敏传感器用于监视火警及煤气泄漏。传感器产品大多用继电器作信号输出端。正常时继电器触头开路，报警时触头闭合。传感器与信号输入接口电路如图2所示。

　　正常时晶体管集电极输出低电平；报警时输出高电平。8个晶体管分别将来自8路传感器的信号传送到74F373的8个输入端，供CPU读取。若8个传感器未满额，空闲的晶体管仍然会输出低电平，不会报警IN0～IN7分别对应来自8个传感器的电平信号。

2.语音控制与录放电路

　　语音控制与录放电路如图3所示。采用ISD2575芯片作数字录音器件。录放音时间可达75s。可连续录放亦可通过地址线（A0～A9）选择分段录放。图3中将地址线A0～A4接地，仅用A5～A9可选32段或少于32段。我们只选8段。若将74ALS374的1脚（OE）通过K1接地（ON），则ISD2575芯片处于联机状态，语音芯片及录放电路受CPU控制；若将74ALS374的1脚浮空（开关K1的5脚OFF），则Q0～A7为高阻态，语音芯片处于脱机状态并受K1和K2控制，可用手拨开关实现录放操作。

　　语音芯片ISD2575的片选输入端CE（23脚）为低脉冲时启动放音周期。放音不随CE电平的返高而结束。CE信号的下降沿启动录音周期。PD脚（24脚）为高时进入低功耗状态（非录放状态）。P/R（27脚）输入端为高电平时选定放音周期，低电平为录音周期。

　　用户可事先选定脱机状态，手动开关K1和K2录入各段在报警时需要播放的固定语音段。报警器值班时语音芯片应处于联机状态。报警时程序能根据正在报警的传感器的编号（0～7）自动判断8种警性并按警情编号去选择应该播放的哪一段。图3中MIC为驻极体微音器。喇叭可监听到从电话网上收发的双音多频信号或语音信号。用MC34119作语音功放芯片，可调整放音输出的幅度。

3.双音多频发送/接收电路

　　双音多频发送/接收电路如图4所示。