遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.docx

遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要： 設(shè)計(jì)了一種無線、全方位監(jiān)控的智能安全系統(tǒng)。以單片機(jī)AT89C52、無線傳輸PT2262/PT2272編解碼芯片、雙音多頻(DTMF)芯片MT8888、模擬電話接口PH8809、語音錄放芯片ISD1420為核心，通過公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和報(bào)警。 關(guān)鍵詞： 無線通訊 自動(dòng)報(bào)警 遙控 AT89C52 有線監(jiān)控系統(tǒng)中，通常需要進(jìn)行復(fù)雜的布局布線，且不利于遠(yuǎn)程監(jiān)控。有學(xué)者研究了遠(yuǎn)程電話報(bào)警系統(tǒng)1，以及對家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)2。參考文獻(xiàn)3對電話報(bào)警和控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究，但其遠(yuǎn)程遙控操作主要針對的是布防及報(bào)警方面。隨著人們生活水平的提高，現(xiàn)代家庭既需要安全報(bào)警，也需要對家用電器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。針對這一實(shí)際需求，本文設(shè)計(jì)了一種遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，檢測報(bào)警信號(hào)采用無線傳輸技術(shù)，控制電器設(shè)備采用遙控技術(shù)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能是：一方面，用戶可以根據(jù)需要選擇安裝多達(dá)15個(gè)檢測模塊，如火災(zāi)、煙霧、門磁、紅外、燃?xì)庑孤┑鹊龋坏┌l(fā)現(xiàn)警情立即撥打預(yù)先存儲(chǔ)的電話號(hào)碼將發(fā)生的有關(guān)異常情況通過語音通知用戶或者其他部門，保證了報(bào)警的快速和有效性。另一方面，用戶可以通過拔打電話直接遙控家用電器等相關(guān)設(shè)備。1 系統(tǒng)組成與原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，單片機(jī)選用AT89C52，檢測電路由傳感器和外圍電路組成。無線發(fā)送接收選用的是PT2262/PT2272編解碼芯片4。語音電路模塊采用ISD1420芯片5。DTMF信號(hào)收發(fā)選用MT8888雙音多頻芯片6，電話接口模塊采用的是PH8809芯片7。 本系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情時(shí)，傳感器將檢測到的警情信號(hào)通過發(fā)送模塊PT2262無線發(fā)送，接收模塊PT2272解碼后送入單片機(jī)，單片機(jī)的報(bào)警中斷程序開始運(yùn)行,調(diào)用撥號(hào)子程序按照預(yù)置號(hào)碼進(jìn)行撥號(hào)，然后對電話線上的信號(hào)音進(jìn)行檢測，以判定電話是否占線，待對方摘機(jī)后，調(diào)用語音模塊進(jìn)行相關(guān)語音報(bào)警。當(dāng)沒有警情時(shí)，該系統(tǒng)并不影響電話機(jī)的正常使用。用戶需要對家用設(shè)備進(jìn)行遙控時(shí)，首先拔通電話，系統(tǒng)將會(huì)提示輸入控制密碼，驗(yàn)證密碼正確后，用戶可以按照提示，輸入被控制電器的編號(hào)及狀態(tài)編碼，經(jīng)過單片機(jī)識(shí)別處理，將控制信號(hào)無線發(fā)送出去，然后由無線接收模塊解碼出對應(yīng)的控制信號(hào)經(jīng)由控制電路去控制設(shè)備的相關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的遠(yuǎn)程電話遙控。2 主要模塊的軟、硬件設(shè)計(jì)2.1 無線檢測發(fā)送模塊 無線檢測發(fā)送模塊主要包括由各類傳感器等組成的檢測電路和編碼無線發(fā)送電路。編碼無線發(fā)送電路如圖2所示，其中PT2262的A0A7為地址碼，可以設(shè)成置1、置0、懸空三種狀態(tài)，D0D3為數(shù)據(jù)碼，可設(shè)定為1、0兩種狀態(tài)，處理模塊可以根據(jù)解碼到的數(shù)據(jù)來判斷報(bào)警類型或區(qū)域。當(dāng)有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)，輸入高電平使得倒相器VT2的集電極輸出低電平，令PT2262的使能端有效，從Dout端輸出編碼信號(hào)，再經(jīng)過315MHz的高頻調(diào)制和功率放大輸出。2.2 無線接收模塊接收模塊采用超再生型接收方式，其電路原理圖見參考文獻(xiàn)8和9。其中VT端為解碼有效輸出端，天線是一根長度為23cm的軟導(dǎo)線，PT2272外接的振蕩電阻為200k，可以和發(fā)射端PT2262外接的1.2M電阻配合，使得中心頻率在315MHz。PT2272地址碼A0A7的設(shè)置必須和編碼芯片PT2262保持一致。PT2272的D0D3腳，為四位解碼數(shù)據(jù)輸出端，與單片機(jī)的P0.4P0.7連接，通過編程可以讀出解碼到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出端還與一個(gè)四輸入或非門4002連接，或非門的輸出端接單片機(jī)中斷口INT1。2.3 語音控制與錄放模塊語音控制與語音錄放電路如圖3所示。當(dāng)開關(guān)S2打到2時(shí)，揚(yáng)聲器用于錄音監(jiān)視；當(dāng)開關(guān)S2打到1時(shí)，從SP+引出的語音輸出信號(hào)經(jīng)過功放LM386驅(qū)動(dòng)后，連接到PH8809電話接口的20腳，傳送到電話線上。單片機(jī)的P0口通過鎖存器74LS373與ISD1420的地址線相連，以控制分段錄音和放音。用按鍵S1或P2.3控制錄音，P2.6和P2.2控制放音，此語音模塊預(yù)先錄制存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音。系統(tǒng)利用語音提示實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程用戶的交流，AT89C52根據(jù)報(bào)警或遙控的需要，對存儲(chǔ)語音進(jìn)行尋址，并播放相應(yīng)的提示音。2.4 DTMF解碼譯碼模塊 DTMF解碼譯碼模塊電路如圖4所示。圖中的T0分別與單片機(jī)上的相應(yīng)管腳連接，編碼的實(shí)現(xiàn)是MT8888接收單片機(jī)數(shù)據(jù)線（D0D3）送入的二進(jìn)制信號(hào)，然后由內(nèi)部電路合成對應(yīng)的雙音頻信號(hào)，由TONE腳輸出。解碼的實(shí)現(xiàn)剛好相反，由電話線送進(jìn)來的雙音多頻信號(hào)經(jīng)電容隔直后送入到MT8888,它將接收到的DTMF信號(hào)變換成對應(yīng)二進(jìn)制編碼，然后由單片機(jī)讀取。單片機(jī)通過MT8888將RAM區(qū)預(yù)存的號(hào)碼撥出的軟件流程圖如圖5所示。2.5 模擬電話接口模塊 PH8809接口電路如圖6所示，其中2、4腳連接電話線；10腳接一個(gè)0.47F/250V的電容,通過穩(wěn)壓管連到4腳，用于檢測振鈴信號(hào)；30腳連接到單片機(jī)P2.5，用于電話線斷線檢測；7腳是摘、掛機(jī)控制端，單片機(jī)可以通過設(shè)置P2.4高電平摘機(jī)，低電平掛機(jī)；16腳信號(hào)輸出送到MT8888的輸入端；17腳用于接收MT8888發(fā)出的信號(hào)并輸出到電話線上；振鈴信號(hào)直接連接到INT0中斷口上；20腳接語音錄放電路的輸出。2.6 遙控模塊 遙控所使用的無線收發(fā)模塊的原理與報(bào)警的無線收發(fā)相同，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的遙控中的無線收發(fā)模塊地址必須設(shè)置相同，且不能與報(bào)警的無線收發(fā)模塊的地址沖突。單片機(jī)通過P1口可以控制多個(gè)遙控發(fā)送模塊。其中每個(gè)遙控發(fā)送模塊對應(yīng)配置四個(gè)無線接收控制模塊，無線接收控制模塊將其解碼信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路來控制固態(tài)繼電器的狀態(tài)，進(jìn)而由固態(tài)繼電器來控制電器設(shè)備的工作狀態(tài)。2.7 主程序及中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 主程序主要由兩個(gè)中斷程序組成，主程序流程圖如圖7所示，P2.5用來檢測系統(tǒng)與電話線是否連接好。報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生的中斷INT1的程序流程如圖8所示。振鈴信號(hào)產(chǎn)生的中斷INT0的程序流程如圖9所示，P2.7與一個(gè)按鍵連接，用于系統(tǒng)自檢。當(dāng)INT0管腳電平變低時(shí)，程序需檢測P2.7口上的電平，當(dāng)為高電平時(shí)，確認(rèn)中斷信號(hào)為振鈴信號(hào)產(chǎn)生。 根據(jù)以上原理設(shè)計(jì)制作了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，供電電源為+5V和+12V，通過穩(wěn)壓芯片7805和7812及相應(yīng)的外圍電路來實(shí)現(xiàn)。在語音錄放模塊中將此系統(tǒng)所需要的所有提示語音錄制、存儲(chǔ)完畢。 在該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過程中，在檢測端安裝了四個(gè)傳感器及相