家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)

PAGE家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)摘要隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人們?cè)谖镔|(zhì)文化生活方面的要求越來(lái)越高，智能設(shè)備的應(yīng)用非常廣泛而且深受好評(píng)。智能化防盜報(bào)警系統(tǒng)可全天候自動(dòng)檢測(cè)盜警，當(dāng)確定警情時(shí)自動(dòng)通過(guò)電話報(bào)警，這對(duì)社會(huì)安全有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)了一種家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件方面包括防盜、防火等檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，軟件方面有控制模塊、撥號(hào)模塊、語(yǔ)音模塊等程序的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，使其具有較好的抗干擾能力，完成系統(tǒng)可靠工作。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；家庭智能防盜報(bào)警系統(tǒng)；自動(dòng)撥號(hào)；探測(cè)器

目錄TOC\o"1-3"\h\u20671一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18078（一）防盜探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 121004（二）防火探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 227586（三）用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器總體設(shè)計(jì) 38513（四）自動(dòng)撥號(hào)及語(yǔ)音報(bào)警電路設(shè)計(jì) 530288（五）鍵盤(pán)與密碼顯示電路設(shè)計(jì) 1224106（六）電源 1323165二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 1520245（一）控制模塊程序設(shè)計(jì) 1525865（二）撥號(hào)模塊程序設(shè)計(jì) 1730377（三）語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì) 2031555（四）摘掛機(jī)模塊程序設(shè)計(jì) 2125909（五）密碼及顯示模塊程序設(shè)計(jì) 215011（六）讀寫(xiě)數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計(jì) 232439三、系統(tǒng)的抗干擾措施 264976（一）系統(tǒng)硬件抗干擾措施 269626（二）系統(tǒng)軟件抗干擾措施 2717880設(shè)計(jì)小結(jié) 2828059參考文獻(xiàn) 2930409致謝 30一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（一）防盜探測(cè)器電路設(shè)計(jì)實(shí)際電路中，是由振蕩器電路產(chǎn)生并發(fā)射近微波段電磁波形成微波場(chǎng)，天線把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電磁波輻射到周?chē)臻g，輻射半徑可達(dá)10m以上（如果想繼續(xù)增大輻射半徑或提高靈敏度可以通過(guò)調(diào)整天線的大小和方向來(lái)完成）。當(dāng)有人在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，反射回去的微波將發(fā)生頻率變化，從而使微波探測(cè)器輸出一個(gè)與人體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的低頻電信號(hào)。根據(jù)該特性，也選擇微波探測(cè)器用于盜情的檢測(cè)。環(huán)形天線和它周?chē)碾娮?、電容和MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成了近微波段高頻自激振蕩電路（它的振蕩頻率在1GHz左右），微波探測(cè)器原理如圖1所示，天線天線比較電路微波振蕩電路前級(jí)放大兩級(jí)放大濾波電路LED電源圖1微波探測(cè)器原理框圖當(dāng)電路接通電源以后，振蕩產(chǎn)生的單頻、等幅信號(hào)通過(guò)外接天線發(fā)射到空間，產(chǎn)生一個(gè)立體空間微波防護(hù)區(qū)，天線既發(fā)射振蕩信號(hào)，也接收回波。反射回來(lái)的微波信號(hào)與原信號(hào)之間混頻后產(chǎn)生微弱的頻移信號(hào)，該信號(hào)送入放大器進(jìn)行放大。放大后的信號(hào)送窗口式鑒幅比較輸入端，經(jīng)比較將一定強(qiáng)度的探測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為寬度不同的等幅脈沖輸出。當(dāng)有人在該微波防護(hù)區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，振蕩頻率和幅度發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)多普勒效應(yīng)，該波動(dòng)的頻率與物體運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān)，而幅度與距離有關(guān)。混頻后高頻信號(hào)因?yàn)檫^(guò)高而失去作用，剩下微弱的低頻信號(hào)經(jīng)U1作前級(jí)放大，10pF電容與7.5K電阻構(gòu)成充電電路，充電電壓作為第一級(jí)比較器U4的基準(zhǔn)電壓，同時(shí)實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能，即只有前級(jí)放大電壓高于該參考電壓時(shí)，輸出才為高電平，此時(shí)，C9O15導(dǎo)通，最后信號(hào)經(jīng)U2、U3構(gòu)成的窗口比較器比較后輸出探測(cè)到的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中報(bào)警范圍實(shí)測(cè)約為7-8米，探測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，有20秒的報(bào)警信號(hào)輸出，LED發(fā)光做出預(yù)警指示，可有效的進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)。該電路可以工作在較寬的電壓范圍內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)電壓是32V，但實(shí)際可以工作在很寬的電壓范圍內(nèi)），當(dāng)檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)為高電平。微波探測(cè)器電路使用的主要元件是單電源通用四運(yùn)算放大器KIA324P、環(huán)形天線、微波振蕩管C3355及一些外圍元器件，外接＋6V電源。其電路圖如圖2。（二）防火探測(cè)器電路設(shè)計(jì)圖2微波探測(cè)器電路圖溫度探測(cè)器使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,5V直流電壓供電。DS18BZO的測(cè)溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)受溫度影響的振蕩器周期的計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。探測(cè)器中DS18B20采用寄生電源供電方式，保證在有效的DS18B2O時(shí)鐘周期內(nèi)能提供足夠的電流，圖3中采用一個(gè)MOSFET管和MCU的I/O口來(lái)完成對(duì)DS18B2O的總線上拉，然后通過(guò)另一I/O對(duì)DS18B2O進(jìn)行控制并取得溫度值。圖3溫度探測(cè)器電路（三）用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器總體設(shè)計(jì)用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器是本課題的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，自動(dòng)報(bào)警器組成框圖如圖4所示，主要包括撥號(hào)模塊、語(yǔ)音模塊、電話接口模塊、鍵盤(pán)／密碼顯示模塊以及電源模塊。微波防盜探測(cè)器微波防盜探測(cè)器溫度探測(cè)器用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器CPUAT89C51看門(mén)狗電路EEPROMDTMF撥號(hào)電路語(yǔ)音檢測(cè)電路電話接口電路開(kāi)關(guān)電路輸入輸出控制電路備用電源圖4用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器組成框圖1.自動(dòng)報(bào)警器電路設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警器電路見(jiàn)圖5。時(shí)鐘電路由兩個(gè)30P的電容和12MHz的晶振構(gòu)成。復(fù)位電路由電阻、電容、二極管和按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成，具有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的功能。單片機(jī)的INTO、INT1分別與盜警、火警傳感器相連，實(shí)現(xiàn)各種警情的采集。為防止環(huán)境干擾信號(hào)對(duì)觸發(fā)中斷的影響，當(dāng)響應(yīng)中斷后，對(duì)中斷信號(hào)多次（如3次）巡檢，確認(rèn)是中斷信號(hào)時(shí)，才去執(zhí)行中斷處理子程序，否則認(rèn)為是外界干擾信號(hào)不執(zhí)行報(bào)警處理，有效降低誤報(bào)幾率。圖5自動(dòng)報(bào)警器電路P2.1與語(yǔ)音電路相連，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的回放控制。P2.2接通訊接口轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收片選端／RE(DE）。P2.3與電話接口電路相連，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制。P2.4接探頭掉線檢測(cè)端，單片機(jī)對(duì)該口定時(shí)查詢(xún)，正常時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到低電平即發(fā)出掉線警報(bào)。P2.5接交流電源掉電報(bào)警信號(hào)（交流斷電后由直流電源繼續(xù)供電，直流電源放電低于預(yù)警值后向自動(dòng)報(bào)警器發(fā)直流斷電預(yù)警信號(hào)。P1.0、P1.1、Pl.2為接鍵盤(pán)電路的三根I/0口線，Pl.3接緊急呼救按鍵。Pl.5接液晶顯示器的串行時(shí)鐘輸入端，Pl.6接液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端。Pl.7接多路開(kāi)關(guān)CD4O51的片選端INH,PI.4、P2.6分別接多路開(kāi)關(guān)的輸入端A、B。多路開(kāi)關(guān)輸出分別接報(bào)警LED、蜂鳴器，有警報(bào)發(fā)生時(shí)開(kāi)關(guān)的輸出I/O口給出高電平信號(hào)。PO.O、P0.1、P0.2和P0.3分別與MT8888的DO、Dl、D2和D3相連，用作數(shù)據(jù)總線。P2.0與MT8888的RSO相連，控制MT8888內(nèi)部寄存器的選擇。P2.7與MT8888的CS相連，控制MT8888的選通。P3.6、P3.7分別與MT8888的WR和RD相連，控制MT8888的讀寫(xiě)。P0.4、P0.5接EEPROM的串行輸入和串行輸出端，P0.6、PO.7分別接EEPROM的串行時(shí)鐘輸入和片選輸入端。（四）自動(dòng)撥號(hào)及語(yǔ)音報(bào)警電路設(shè)計(jì)1.撥號(hào)電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)撥號(hào)電路可通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋呼，對(duì)所指定的機(jī)構(gòu)或人員發(fā)出求救信號(hào)，簡(jiǎn)述事故性質(zhì)及地點(diǎn)，使救援人員采取相應(yīng)措施來(lái)制止事故，系統(tǒng)主要功能如下：①報(bào)警優(yōu)先功能：主機(jī)與用戶(hù)電話機(jī)共用一條電話線，非報(bào)警時(shí)，不影響電話的正常使用，電話機(jī)的正常使用不影響也不干擾主機(jī)報(bào)警。主機(jī)報(bào)警時(shí)，優(yōu)先撥打報(bào)警電話。②自動(dòng)撥號(hào)功能：可設(shè)定1-6組電話或手機(jī)號(hào)碼，每組不超過(guò)15位數(shù)。用戶(hù)對(duì)自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)可自行設(shè)定和修改密碼。③可自行錄制語(yǔ)音：語(yǔ)音播送，由使用者自行錄制，存錄“狀況”（如有人闖入，失火，等），使用者的姓名，地址，電話等。自動(dòng)探測(cè)通話狀態(tài)：報(bào)警時(shí)自動(dòng)探測(cè)對(duì)方電話機(jī)的使用狀態(tài)，若對(duì)方為占線或響鈴后無(wú)人接，則保留跳過(guò)，等下一輪續(xù)撥。④記憶儲(chǔ)存功能：本系統(tǒng)采用X25045為記憶元件，電話號(hào)碼，報(bào)警信息存錄等所有輸入都不會(huì)因?yàn)殡娫词ザ儎?dòng)。(1)MT8888芯片簡(jiǎn)述加拿大Mitel公司生產(chǎn)的DTMF信號(hào)編／解碼芯片MT8888芯片，不僅具有DTMF信號(hào)收發(fā)功能，而且具有電話信號(hào)音檢測(cè)功能。由于是采用CMOS制造工藝，芯片集成度高，功耗低（只有57.8mW)，工作穩(wěn)定可靠，因此在必須同時(shí)具備DTMF信號(hào)接收和發(fā)送的功能的系統(tǒng)中倍受人們的青睞。另外，MT8888可以方便與MCS51系列單片機(jī)接口，外圍電路簡(jiǎn)單。因此，MT8888被廣泛應(yīng)用于信用卡系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)、移動(dòng)通信、互連撥號(hào)以及個(gè)人電腦等領(lǐng)域。MT8888芯片特點(diǎn)：①具有多種工作模式，可由內(nèi)部控制寄存器選擇，所以功能很強(qiáng)。如編程選擇雙音群(BURST）發(fā)送模式時(shí)，它間歇發(fā)送任意個(gè)數(shù)的雙音信號(hào)，雙音信號(hào)持續(xù)時(shí)間精確控制在51ms，符合DTMF信號(hào)解碼標(biāo)準(zhǔn)。也可擴(kuò)充為1O2ms雙音群模式，符合電話自動(dòng)撥號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。編程選擇呼叫進(jìn)程檢測(cè)（callprograms）模式時(shí)，能檢測(cè)電話信號(hào)音。②頻率精度高，片內(nèi)對(duì)雙音群模式的占空時(shí)間精確定時(shí)。(2)芯片工作原理MT8888硬件電路由接收、發(fā)送和控制三個(gè)主要部分組成。接收電路包括信號(hào)放大、撥號(hào)音抑制濾波、輸入信號(hào)的高低頻帶通濾波、譯碼及鎖存等功能，用于完成DTMF信號(hào)的接收、分離和譯碼，并以4位（16個(gè)數(shù)字）并行二進(jìn)制碼的方式輸出。發(fā)送電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計(jì)數(shù)、D/A轉(zhuǎn)換和混頻等功能。MT8888的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開(kāi)關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號(hào)。MT8888芯片可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動(dòng)抑制撥號(hào)音和調(diào)整信號(hào)增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與TTL電平兼容，并可方便地進(jìn)行編程控制。接收部分：前置輸入電路可以有差分輸入和單端輸入兩種形式，如圖2-6所示。差分輸入電壓增益：Avdiff=R5/Rl差分輸入阻抗：?jiǎn)味溯斎腚妷涸鲆妫篈v＝-Rf/Rin。元件典型值C1=C2=IOnF、Rl=R4=R5=IOOk、R2=60k、R3=37.5k、R3=（R2*R5)/(R2+R5)DTMF信號(hào)經(jīng)運(yùn)放輸出到兩組6階開(kāi)關(guān)電容式帶通濾波器，分離出低頻組Flow和高頻組Fhigh信號(hào)。低頻組中的陷波器把35OHz和440Hz的撥號(hào)音濾除，每組濾波器連接一階開(kāi)關(guān)電容式濾波器以提高分離信號(hào)的信噪比，由高增益比較器組成的限幅器去除低于檢測(cè)門(mén)限的弱信號(hào)或噪聲。解碼器采用數(shù)字計(jì)數(shù)方式檢測(cè)DTMF信號(hào)頻率，利用復(fù)雜的平均算法防止外來(lái)的各種干擾，當(dāng)檢測(cè)器識(shí)別到有效的DTMF信號(hào)時(shí)，預(yù)控端EST輸出高電平。發(fā)送部分：DTMF產(chǎn)生器是發(fā)送部分的主體，它產(chǎn)生全部16種失真小、精度高的標(biāo)準(zhǔn)雙音信號(hào)，這些頻率均由3.5795MHz晶體振蕩器產(chǎn)生。電路由數(shù)字頻率合成器、行／列可編程分頻器、開(kāi)關(guān)電容式D/A變換器組成。行和列單音正弦波經(jīng)混合、濾波后產(chǎn)生雙音信號(hào)。DTMF編解碼表把編碼數(shù)據(jù)寫(xiě)入MT8888的發(fā)送寄存器產(chǎn)生單獨(dú)的Flow和Fhigh，F(xiàn)high和FlowdB輸出的幅度之比為2dB，目的在于補(bǔ)償高頻組信號(hào)經(jīng)通信線路的衰減，即經(jīng)過(guò)預(yù)加重處理。寫(xiě)操作時(shí)，總線上的4位數(shù)據(jù)被鎖存，可編程分頻器進(jìn)行8中取2的編碼變換，定時(shí)長(zhǎng)度確定該信號(hào)的頻率，當(dāng)分頻器達(dá)到由輸入編碼確定的計(jì)數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位脈沖，計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)，改變定時(shí)長(zhǎng)度可變頻率。編碼電路由開(kāi)關(guān)電容式D/A變換器組成，得到高精度的量化電平。低噪聲加法放大器完成行和列單音信號(hào)的混合。輸出級(jí)有帶通濾波器，用來(lái)衰減大于8kHz的諧波?？刂撇糠?前兩部分為模擬信號(hào)處理系統(tǒng)，當(dāng)滿(mǎn)足信號(hào)條件時(shí)系統(tǒng)有輸出。為了接收可靠，還應(yīng)滿(mǎn)足識(shí)別條件，即檢測(cè)有效信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，EST型號(hào)驅(qū)動(dòng)外接R1,C1積分電路，如圖6所示。圖6控制電路原理圖C1放電，在有效時(shí)間內(nèi)EDT維持高電平，當(dāng)VC=Vtst時(shí)（控制邏輯的門(mén)限電平）,GT輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)VC至電源電壓VDD，經(jīng)延時(shí)后，控制邏輯把片內(nèi)狀態(tài)寄存器的延遲輸出標(biāo)志位置提高。如選擇中斷模式，當(dāng)延遲標(biāo)志位置高時(shí)，IRQ/CP引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，為CPU提供中斷請(qǐng)求信號(hào)，延遲控制電壓的跳變沿把數(shù)據(jù)鎖存至輸出端。(3)芯片工作方式MT8888通過(guò)微處理器接口由RSO、WR、RD、D0-D3選擇內(nèi)部寄存器，以控制電路的工作模式。它有5個(gè)寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（TDR）、接收數(shù)據(jù)寄存器（RDR）、狀態(tài)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，先寫(xiě)CRA，后寫(xiě)CRB，是否寫(xiě)CRB由CRA的最高位控制。MT8888有多種工作方式，它們分別為：①DTMF模式：發(fā)送與接收DTMF信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)TDR控制可編程行、列計(jì)數(shù)器、D/A變換器，合成需要發(fā)送的DTMF信號(hào)?；駾TMF信號(hào)經(jīng)撥號(hào)音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4比特碼，經(jīng)RDR輸至數(shù)據(jù)總線。②呼叫處理（CALL）模式：電路可以檢測(cè)電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音，只要信號(hào)的頻率落在32OHz-51OHz范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)限幅得到的方波信號(hào)，由IRQ/CP端輸出，以用于微處理器對(duì)呼叫性質(zhì)和類(lèi)別進(jìn)行判斷。若無(wú)信號(hào)濾出，則IRQ/CP端始終保持低電平。③突發(fā)（BURST）模式：在DTMF模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為51ms；在CP模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為102ms，此時(shí)電路只可發(fā)送DTMF信號(hào)，但不能接收。④單/雙音（S/D）產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或DTMF信號(hào)（由CRB控制），用于測(cè)試和監(jiān)測(cè)。⑤測(cè)試（TEST）模式：使電路從DTMF接收部分得到延遲監(jiān)測(cè)信號(hào)，并從IRQ/CP端輸出。⑥中斷模式：此模式下若選擇狀態(tài)，當(dāng)DTMF信號(hào)被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，或準(zhǔn)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（突發(fā)模式下）時(shí)，則IRQ/CP端下接至低電平。2.語(yǔ)音電路(1)ISDI420芯片簡(jiǎn)述ISD1420語(yǔ)音芯片是由美國(guó)ISD(InformationStorageDevice）公司開(kāi)發(fā)的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態(tài)語(yǔ)音集成電路。其片內(nèi)設(shè)有時(shí)鐘振蕩器、128K字節(jié)EEPROM（電可編程可擦除只讀存貯器）、低噪前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、反混疊濾波器、平滑濾波器、模擬轉(zhuǎn)發(fā)器、差動(dòng)功率放大器等高品質(zhì)語(yǔ)音錄放系統(tǒng)所需的全部基本功能電路。ISD系列語(yǔ)音芯片特點(diǎn)：①所需外圍元件少，電路簡(jiǎn)單，操作方便。②采用直接模擬量存貯技術(shù)DAST(DirectAnalogsSrorageTechnology)，再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲。③零功率信息存貯，省掉備用電源。信息可保存10年以上，可反復(fù)錄放達(dá)10萬(wàn)次之多。④易于使用，語(yǔ)音固化無(wú)需專(zhuān)用編程或開(kāi)發(fā)裝置，可隨意改變錄音內(nèi)容。⑤較強(qiáng)的選址能力，可進(jìn)行分段管理和分段存儲(chǔ)多段信息。⑥具有自動(dòng)省電模式，錄音和回放后即刻進(jìn)入等待模式，此時(shí)僅需0.5uA的維持電流。⑦自帶時(shí)鐘源，高抗干擾性能。⑧可直接驅(qū)動(dòng)8-16喇叭工作，輸出不失真功率大于50mW。也可作激勵(lì)信號(hào)單端輸出，外接功率放大器，輸出功率為額定輸出功率的1/4，約為12OmW左右。⑨采用總線技術(shù)，適于同單片機(jī)接口。(2)芯片工作原理錄音過(guò)程中，ISD142O在進(jìn)行存儲(chǔ)操作之前，要分幾個(gè)階段對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。首先要輸入信號(hào)放大到存儲(chǔ)電路動(dòng)態(tài)范圍的最佳電平，這個(gè)階段由前置放大器、放大器和自動(dòng)增益控制部分來(lái)完成。前置放大器通過(guò)隔直流電容與麥克風(fēng)連接，隔直流電容用來(lái)去掉交流小信號(hào)中的直流成份（大約2mA）。信號(hào)的放大分兩步完成，先經(jīng)過(guò)輸入前置放大器，然后經(jīng)過(guò)固定增益放大器。完成信號(hào)的通路要在模擬輸出端（ANAOUT）和模擬輸入端（ANAIN）兩個(gè)管腳之間連接一個(gè)電容器。自動(dòng)增益控制電路動(dòng)態(tài)地監(jiān)控放大器輸出的信號(hào)電平并發(fā)送增益控制電壓到前置放大器。前置放大器增益自動(dòng)調(diào)節(jié)以便維持進(jìn)入濾波器的信號(hào)為最佳電平，這樣錄音的信號(hào)能得到最高電平又使削波減至最小。我們可以通過(guò)選擇連接到AGC管腳的電阻和電容值來(lái)調(diào)節(jié)描述自動(dòng)增益電路特性的兩個(gè)時(shí)間常量，即響應(yīng)時(shí)間和釋放時(shí)間。下一個(gè)階段的信號(hào)調(diào)整是由輸入濾波器完成的。由于模擬信號(hào)的存儲(chǔ)仍然是采用取樣技術(shù)，因此還需要一個(gè)抗混淆濾波器以去掉（或至少減到可忽略不計(jì)的程度）取樣頻率1/2以上的輸入頻率分量。這樣就滿(mǎn)足了所有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都遵循的奈奎斯特取樣定律。語(yǔ)音的質(zhì)量要想優(yōu)于電話的音質(zhì)，取樣頻率要用8kHz。低通濾波器的高頻頻限選在3.4kHz，可滿(mǎn)足奈奎斯特取樣定律，而且仍有足夠?qū)挼念l帶以得到高音質(zhì)的語(yǔ)音。濾波器是一個(gè)連續(xù)時(shí)間五極點(diǎn)低通濾波器，在3.4kHz每個(gè)倍頻程衰減40dB。信號(hào)的調(diào)整完成后，將輸入波形通過(guò)模擬收發(fā)器寫(xiě)入模擬存儲(chǔ)陣列中。由skHz取樣時(shí)鐘取樣，并且經(jīng)過(guò)電平移位而產(chǎn)生不揮發(fā)寫(xiě)入過(guò)程所需要的高電壓，取樣時(shí)鐘也用于存儲(chǔ)陣列的地址譯碼，以便輸入信號(hào)順序的寫(xiě)入存儲(chǔ)陣列。放音時(shí)，錄入的模擬電壓在取樣時(shí)鐘的控制下順序地從存儲(chǔ)陣列中讀出，恢復(fù)成原來(lái)的取樣波形。輸出通道上的平滑濾波器去掉取樣頻率分量并恢復(fù)原始波形，平滑濾波器的輸出通過(guò)一個(gè)模擬多路開(kāi)關(guān)連接到輸出功率放大器，兩個(gè)輸出管腳直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。(3)芯片工作模式ISD142O具有多種工作模式，其地址輸入端具有雙重功能。它可以根據(jù)地址中的A6,A7的電平狀態(tài)決定AO-A7的功能。如果A6,A7有一個(gè)低電平，A0-A7輸入全解釋為地址位，即作為起始地址用，此時(shí)地址線僅作為輸入端，在操作過(guò)程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù)PLAYE、PLAYL或REC的下降沿信號(hào)，地址輸入被鎖定。如果A6、A7同為高電平時(shí)，它們即為模式位。操作模式可以方便的與微控制器一起使用，也可通過(guò)硬件連線得到所需系統(tǒng)操作。地址0是ISD1420存儲(chǔ)空間的起始端，所有初始操作都是從O地址開(kāi)始，后面的操作可根據(jù)模擬模式的不同，而從不同的地址開(kāi)始工作。當(dāng)電路中的錄、放音轉(zhuǎn)換將進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。當(dāng)PLAYE、PLAYL或REC變?yōu)榈碗娖?，同時(shí)A6、A7為高電平時(shí)，執(zhí)行地址線所對(duì)應(yīng)的操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個(gè)低電平控制輸入信號(hào)出現(xiàn)為止。(4)語(yǔ)音芯片及外圍電路本系統(tǒng)的語(yǔ)音電路如圖7所示，這是應(yīng)用ISD1420作為基本錄放音圖7語(yǔ)音電路的電路。所有的地址線均設(shè)置為“O”，所以放音的起始地址是O。當(dāng)按下REC鍵后，錄音開(kāi)始，數(shù)據(jù)從O地址開(kāi)始存儲(chǔ)，直到存儲(chǔ)器滿(mǎn)或者松開(kāi)按鍵為止。當(dāng)按下PLAY鍵后，則開(kāi)始放音，直到PLAY松開(kāi)或者存儲(chǔ)器用完為止。LED2為錄音指示燈，當(dāng)處于錄音狀態(tài)時(shí)，ISD1420的25腳被拉成地電平，LED2發(fā)亮。語(yǔ)音信號(hào)由駐極體話筒拾取，從MIC和MICREF兩端輸入芯片內(nèi)部的放大器放大，該放大器的輸出信號(hào)從ANAOUT端引出，外部使用C3O2藕合至另一個(gè)放大器的輸入端ANAIN，做進(jìn)一步放大，經(jīng)功放后的音頻信號(hào)從SP＋和SP-兩端輸出并推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。揚(yáng)聲器的接法也可以一端接地，另一端任意接SP＋或SP-，因此，在此電路里，SP＋被用來(lái)與電話接口電路相連，以送出語(yǔ)音信號(hào)。C3O5和R3O5為增益調(diào)整電路。3.電話接口電路電話接口電路參見(jiàn)圖8。此電路起著很重要的作用，撥號(hào)電路、語(yǔ)圖8電話接口電路音電路均需要通過(guò)它與外界相連，它完成電話線在系統(tǒng)與電話機(jī)之間的轉(zhuǎn)換。平時(shí)電話機(jī)連在電話線上，系統(tǒng)與電話線斷開(kāi)，不會(huì)干擾電話通信。若需報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)控制繼電器轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)接上電話線，電話機(jī)與電話線隔離，不會(huì)影響系統(tǒng)的工作。為了降低系統(tǒng)功耗，繼電器選擇了高靈敏型，工作電壓為＋5V。目前，交換機(jī)的工作電壓為直流60V或者48V，通過(guò)外線a、b接入用戶(hù)話機(jī)。為了確保撥號(hào)電路的DTMF信號(hào)正常發(fā)送和語(yǔ)音電路語(yǔ)音信號(hào)的正常播出，須設(shè)置極性保護(hù)電路，由二極管橋路構(gòu)成，不論用戶(hù)如何將外線接入LINEIN口，都能確保電路內(nèi)部的2線為正電壓。另外，有的交換機(jī)可提供的工作電流為50mA或者12OmA，因此，極性保護(hù)電路中的二極管反向耐壓必須大于180V，允許的正相電流必須大于180mA?？梢赃x用IN4004、IN4007等。根據(jù)郵電部關(guān)于電話入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，摘機(jī)狀態(tài)下的直流電阻應(yīng)該小于等于300歐，因此，在極性保護(hù)電路后直接連一個(gè)200歐的電阻，以模擬摘機(jī)掛機(jī)。當(dāng)模擬摘機(jī)時(shí)，用戶(hù)外線電壓降至10V左右。模擬摘掛機(jī)由繼電器吸合配合實(shí)現(xiàn)，V501與單片機(jī)P2.3口相連，模擬掛機(jī)時(shí)，工作于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)命令時(shí)，P2.3變?yōu)榈碗娖剑龣C(jī)管由截止變?yōu)轱柡?，繼電器工作，觸點(diǎn)閉合，300歐電阻接入電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)操作。撥號(hào)電路、語(yǔ)音電路可通過(guò)1:1隔離變壓器與電話接口電路相連。（五）鍵盤(pán)與密碼顯示電路設(shè)計(jì)鍵盤(pán)與密碼顯示電路負(fù)責(zé)系統(tǒng)與外界的聯(lián)系，數(shù)據(jù)或命令的顯示，包括：密碼輸入、修改密碼輸入、電話號(hào)碼設(shè)置、緊急呼叫、錄音、放音等功能。1.鍵盤(pán)電路按鍵在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵部件，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是屬于人機(jī)通道電路。這里采用節(jié)省單片機(jī)I/0端口的鍵盤(pán)電路，只用到3根I/0口線，普通接法只能接3個(gè)鍵。我們?cè)诔Ｒ?guī)接法的基礎(chǔ)上增加了3個(gè)二極管，并采用了新的接法。其軟件處理使用了端口訪問(wèn)和掃描檢測(cè)兩種方法，從而使按鍵數(shù)可達(dá)到16個(gè)，同時(shí)由于采用了組合邏輯來(lái)直接對(duì)端口進(jìn)行讀取，因此極大的簡(jiǎn)化了程序的處理過(guò)程，也節(jié)省了寶貴的存儲(chǔ)器和CPU資源。該電路在程序處理時(shí)，由AT89C51首先向I/01-I/03寫(xiě)高電平，然后讀入。如果非全1，說(shuō)明KO-K6中有鍵按下，此時(shí)可根據(jù)讀入的端口狀態(tài)來(lái)判斷鍵的狀態(tài)：如果讀入的結(jié)果為全1，則I/01-I/03輪流輸出低電平，再讀入，這樣就可以根據(jù)另外兩根I/0線的狀態(tài)來(lái)判別是K7-K15中的哪一個(gè)鍵被按下。重復(fù)調(diào)用鍵盤(pán)處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，直至兩次讀數(shù)相同為止，這樣即可消除按鍵抖動(dòng)所造成的誤讀。IO1、IO2、IO3分別接AT89C51的P1.O、Pl.1、Pl.2口。K0-K9分別代表十個(gè)數(shù)字鍵，K1O為清屏鍵，K11為密碼確認(rèn)鍵，K12密碼修改鍵，K13為錄音鍵、K14為放音鍵，K15為緊急呼救鍵。2.密碼顯示電路當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到異常信號(hào)傳給自動(dòng)報(bào)警器時(shí)，只有解碼正確時(shí)才會(huì)有開(kāi)鎖電平輸出給單片機(jī)，控制關(guān)閉中斷，解除用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器的監(jiān)測(cè)報(bào)警狀態(tài)。此時(shí)，自動(dòng)報(bào)警器對(duì)這個(gè)異常信號(hào)不做出任何響應(yīng)，直到被復(fù)位后，自動(dòng)報(bào)警器才重新開(kāi)始工作。如果六次誤碼輸入，則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)電平，觸發(fā)報(bào)警器中斷響應(yīng)，此時(shí)報(bào)警器進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，自動(dòng)撥號(hào)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。密碼電路中設(shè)有50秒定時(shí)中斷輸出控制信號(hào)，防止長(zhǎng)時(shí)間無(wú)效操作。當(dāng)有超過(guò)50秒的無(wú)效操作時(shí)，中斷開(kāi)啟，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。密碼由用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器設(shè)定，并可隨時(shí)更改，由鍵盤(pán)可輸入用戶(hù)新密碼。用戶(hù)不小心輸入錯(cuò)誤時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)更正密碼即可解除報(bào)警，有效的預(yù)防了誤報(bào)。輸入密碼時(shí)的按鍵有效提示由綠色發(fā)光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，即密碼輸入正確時(shí)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮；密碼輸入錯(cuò)誤警告由紅色發(fā)光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)紅色發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。顯示模塊選用EDM-CO02八位串行輸入段碼式LCD模塊，是由八位的七段型液晶顯示器件與顯示驅(qū)動(dòng)器HD44100構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能。HD44100接收來(lái)自顯示控制器的時(shí)序信號(hào)和串行數(shù)據(jù)，并把它們轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的液晶驅(qū)動(dòng)波形輸出。（六）電源本系統(tǒng)主電源采用直流電源5V和6V供電，原理圖如圖9所示。圖9電源原理圖電源部分電路為典型的7805/7806應(yīng)用電路，具有兩路電源輸出。該電路具有短路保護(hù)功能，變壓器輸出7V交流電，經(jīng)橋路整流，送入7805/7806輸入端，最后輸出SV/6V直流電。電阻與紅色LED構(gòu)成電源工作指示電路，綠色LED和蜂鳴器用于短路報(bào)警指示。本章節(jié)重點(diǎn)介紹了報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，對(duì)探測(cè)器電路、單片機(jī)模塊、EEPROM模塊及撥號(hào)電路、語(yǔ)音電路和電話接口電路進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，給出了各模塊連接方法，及分析了各模塊的功能和原理進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，最后設(shè)計(jì)了主電源和備用電源電路，防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻南到y(tǒng)癱瘓。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警器軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主控模塊、摘掛機(jī)模塊、撥號(hào)模塊、語(yǔ)音模塊、顯示模塊及讀寫(xiě)數(shù)據(jù)模塊。應(yīng)用匯編語(yǔ)言編程，在KeiluVISion2環(huán)境里，使用Top2000-B型編程器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。編程語(yǔ)言的軟件設(shè)計(jì)采用MCS-51匯編語(yǔ)言編寫(xiě)自動(dòng)報(bào)警器中相關(guān)程序（如撥號(hào)、語(yǔ)音、讀寫(xiě)X25045等）。（一）控制模塊程序設(shè)計(jì)圖10為控制模塊PROCESS流程圖，它是整個(gè)系統(tǒng)軟件的核心，控制整個(gè)系統(tǒng)完成摘機(jī)，信號(hào)音判斷、撥號(hào)，發(fā)出語(yǔ)音求救信號(hào)，最后掛機(jī)。由于考慮到撥號(hào)音、忙音、回鈴音的存在，因此這個(gè)模塊較主程序復(fù)雜一些。首先，調(diào)用摘機(jī)子程序模擬摘機(jī)，再調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序判別是否有撥號(hào)音，如果沒(méi)有，則跳轉(zhuǎn)到ERROR，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果檢測(cè)到撥號(hào)音，則接下來(lái)調(diào)用撥號(hào)子程序，在撥號(hào)子程序里，將根據(jù)7EH、7DH被置位情況撥相關(guān)部門(mén)的電話，如管理中心電話或戶(hù)主電話等。撥號(hào)完畢后，重新調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序，判別此時(shí)是忙音還是回鈴音，如果是忙音，則跳轉(zhuǎn)到ERROR，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后重新調(diào)用摘機(jī)子程序：如果是回鈴音，則重新調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序，判別此時(shí)對(duì)方是否摘機(jī)，如果仍然是回鈴音，則繼續(xù)調(diào)用檢測(cè)、判斷子程序，直到505計(jì)時(shí)時(shí)間到，則調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后，再重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果不是回鈴音，則調(diào)用語(yǔ)音程序，將事先錄制好的報(bào)警語(yǔ)音回放出來(lái)，最后調(diào)用掛機(jī)子程序，結(jié)束process模塊的執(zhí)行，返回主程序，等待再次被調(diào)用。圖10制模塊PROCESS流程圖（二）撥號(hào)模塊程序設(shè)計(jì)信號(hào)音檢測(cè)與判斷，首先將MT8888設(shè)置為呼叫處理模式，接著將單片機(jī)的TO設(shè)置成定時(shí)方式，T1設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，由于需要定時(shí)5s，而選擇定時(shí)方式1，晶體振蕩器選擇12MHz，則最大定時(shí)時(shí)長(zhǎng)為65.53ms，所以，需要用軟件擴(kuò)展定時(shí)。計(jì)時(shí)開(kāi)始后，計(jì)數(shù)也即開(kāi)始。在定時(shí)中斷服務(wù)子程序里，判斷5s定時(shí)時(shí)間是否到，如果時(shí)間到，則從檢測(cè)子程序里跳出，否則，繼續(xù)計(jì)數(shù)。最后，計(jì)數(shù)值高八位存儲(chǔ)到THI中，低八位存儲(chǔ)到TL1中，供判斷子程序進(jìn)行判斷。檢測(cè)子程序流程圖如圖11。圖11子程序流程圖判斷子程序流程圖見(jiàn)圖12。在此子程序里，將計(jì)數(shù)值分別與2000、圖12判斷子程序流程圖900、250這三個(gè)數(shù)進(jìn)行比較，即調(diào)用MINUS子程序，將計(jì)數(shù)值與上述比較值做雙字節(jié)的無(wú)符號(hào)減法，然后根據(jù)寄存器C被置位情況，對(duì)撥號(hào)音標(biāo)志位7CH、忙音標(biāo)志位7BH、回鈴音標(biāo)志位7AH進(jìn)行置位或清零，然后返回。DTMF撥號(hào)程序設(shè)計(jì)：MT8888在自動(dòng)撥號(hào)應(yīng)用里，應(yīng)將工作方式設(shè)置為突發(fā)方式，在此種情況下，雙音頻信號(hào)持續(xù)和暫停時(shí)間為5lms，符合自動(dòng)撥號(hào)要求。在將MT8888設(shè)置為突發(fā)模式的時(shí)候，需要進(jìn)行如下步驟：寫(xiě)控制寄存器A、寫(xiě)控制寄存器B、寫(xiě)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、等待中斷或讀狀態(tài)寄存器。撥號(hào)子程序流程圖見(jiàn)圖13。開(kāi)始開(kāi)始置MT8888為BURST盜情讀X25045防盜電話讀X25045防火電話撥用戶(hù)電話撥中心電話返回返回圖13撥號(hào)子程序流程圖首先將MT8888設(shè)置為突發(fā)方式，然后判斷是否為盜情，即7EH是否被置位，如果沒(méi)有，則跳轉(zhuǎn)到撥管理中心電話號(hào)碼部分；如果被置位，則撥打用戶(hù)電話號(hào)碼，最后，該程序返回。（三）語(yǔ)音模塊程序設(shè)計(jì)語(yǔ)音子程序流程圖參見(jiàn)圖14。單片機(jī)P2.1口由高電平變?yōu)榈碗娖剑|動(dòng)ISD142O的放音腳，放音開(kāi)始，因?yàn)镮SD1420最長(zhǎng)錄音時(shí)間為20秒，所以，延時(shí)23秒后，單片機(jī)P2.1腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，放音結(jié)束，然后進(jìn)入下一次放音狀態(tài)，直至三次放音結(jié)束，清除警情標(biāo)志位7EH后，程序返回。開(kāi)始開(kāi)始回放開(kāi)始延時(shí)23秒回放結(jié)束回放3次返回圖14語(yǔ)音子程序流程圖（四）摘掛機(jī)模塊程序設(shè)計(jì)單片機(jī)P2.3口為高電平時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器沒(méi)有動(dòng)作，系統(tǒng)掛機(jī)。當(dāng)單片機(jī)P2.3口為低電平時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，繼電器動(dòng)作，系統(tǒng)摘機(jī)。（五）密碼及顯示模塊程序設(shè)計(jì)密碼及顯示子程序流程圖如圖15所示，用于控制報(bào)警器外部輸入。開(kāi)始開(kāi)始N=0解碼輸入正確輸錯(cuò)告警N=N+1N>650秒定時(shí)中斷返回改密輸入新密碼掉線檢測(cè)圖15密碼及顯示子程序流程圖（六）讀寫(xiě)數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中對(duì)X25045的編程包括上電初始化、系統(tǒng)工作時(shí)對(duì)X25045的讀寫(xiě)以及看門(mén)狗的訪問(wèn)。上電初始化包含看門(mén)狗定時(shí)器的啟動(dòng)設(shè)置、X25045中數(shù)據(jù)的有效性檢查、以及必要的數(shù)據(jù)塊保護(hù)設(shè)置等。對(duì)于自動(dòng)報(bào)警器，因?yàn)閄25045中只保存報(bào)警及探測(cè)器正常與否等關(guān)鍵信息，因此可將其固定在所希望的電平上。寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序流程圖如圖16所示。圖16寫(xiě)數(shù)據(jù)子程序流程圖使用X25045時(shí)需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題：①上電以后，在任何操作開(kāi)始以前，需要在／CS引腳上有一個(gè)從高電平至低電平的跳變。②要向EEPROM寫(xiě)數(shù)據(jù)，引腳／WP必須為高電平，并先要用WREN指令將寫(xiě)使能鎖存器置位。執(zhí)行WREN指令后，引腳/CS必須置為高電平，否則WREN指令被忽略。當(dāng)WREN指令的所有8位發(fā)送之后，必須將／CS變?yōu)楦唠娖?。如果這時(shí)／CS仍然為低電平，隨后的寫(xiě)操作將會(huì)被忽略。③向EEPROM寫(xiě)入數(shù)據(jù)前，需要判斷WIP位是否為“0”。WIP位為“1”表示上一批數(shù)據(jù)寫(xiě)入過(guò)程尚未結(jié)束，必須等到該位為“O”時(shí)才能寫(xiě)新數(shù)據(jù)，每一批可寫(xiě)入1-4字節(jié)數(shù)據(jù)。④為了結(jié)束寫(xiě)操作（寫(xiě)字節(jié)或頁(yè)），只能在第24、第32、第40或第48個(gè)時(shí)鐘之后把/CS變?yōu)楦唠娖?。在其它時(shí)鐘時(shí)間使／CS變?yōu)楦唠娖剑荒芙Y(jié)束寫(xiě)操作。本章節(jié)分析了智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，對(duì)單片機(jī)的工作流程做了詳細(xì)的說(shuō)明，并分析了MT8888、ISD1420、X25045芯片的工作流程，采用匯編語(yǔ)言編程，以及模塊化設(shè)計(jì)，使得程序便于差錯(cuò)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)側(cè)重了實(shí)用性，使用戶(hù)可自行設(shè)置電話號(hào)碼和系統(tǒng)密碼并有探頭掉線檢測(cè)，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)用性。

三、系統(tǒng)的抗干擾措施（一）系統(tǒng)硬件抗干擾措施用戶(hù)端自動(dòng)報(bào)警器工作環(huán)境較惡劣，易受到各種干擾的侵犯。根據(jù)其來(lái)源不同，主要有空間干擾（通過(guò)電磁輻射進(jìn)入）、過(guò)程通道干擾（通過(guò)與自動(dòng)報(bào)警器及中央控制器相連的前向和后向通道進(jìn)入）、供電系統(tǒng)干擾以及印制板與電路間產(chǎn)生的相互干擾。所以在設(shè)計(jì)上，應(yīng)該采取必要的軟硬件措施，免除和減小各種不良因素對(duì)系統(tǒng)的影響和損害，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要采取以下幾個(gè)方面的措施來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾能力：①對(duì)于空間輻射干擾的抑制，主要解決辦法是屏蔽。靜電屏蔽使用導(dǎo)體材料即可。為達(dá)到電磁屏蔽的目的，可以把控制系統(tǒng)安裝在用鐵板做成的封閉機(jī)箱內(nèi)，來(lái)屏蔽外部靜電和電磁場(chǎng)的干擾。②設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，合理布線，力求將系統(tǒng)中個(gè)元件之間、電路之間可能產(chǎn)生的不利影響限制在最低程度。元件排列及信號(hào)走線盡量有序，短直，簡(jiǎn)潔，避免相鄰電路相互影響了盡量避免過(guò)長(zhǎng)的平行走線，減少布線的分布電容。接地線盡量加寬以減少接地電阻，并解決好接地點(diǎn)問(wèn)題。避免印制電路形成環(huán)路接受噪聲形成干擾。按鈕等在操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，必須利用RC電路加以吸收。③電源的設(shè)計(jì)將強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開(kāi)，不把它們?cè)O(shè)計(jì)在一塊電路板上，電源線的走向盡量與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致。在印制電路板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置去藕電容，電源輸入端跨接10協(xié)F的電解電容。每片集成電路電源的引腳上并接0.01協(xié)F高頻電容。對(duì)于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM存儲(chǔ)器件（集成塊），應(yīng)在芯片的電源線（VCC）和地線（GND）間直接接入0.01UF去藕電容。④CMOS芯片的阻抗很高，易受外界的干擾，故電路中不使用的輸入端不允許懸空，否則會(huì)引起邏輯電平不正常。根據(jù)實(shí)際情況，將多余的輸入端與正電源或地相接。實(shí)踐表明，元器件的質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)影響很大。應(yīng)選擇正品元器件。使用前還要進(jìn)行必要的篩選。對(duì)于接插件，應(yīng)選擇抗震性能好，接合可靠，防松的接插件。傳輸電纜應(yīng)具有良好的屏蔽層，耐老化，抗損傷，不易斷線。⑤電阻系統(tǒng)本身對(duì)靜電的防護(hù)也是至關(guān)重要的。靜電產(chǎn)生的原因主要有兩種模式：人體帶電和電場(chǎng)感應(yīng)帶電。考慮人體帶電模式，鑒于人主要接觸開(kāi)關(guān)機(jī)控制CPU模塊，且主要是鍵盤(pán)。為防止靜電危害，在鍵盤(pán)的3個(gè)引線上對(duì)地分別串上3個(gè)防靜電電容，本系統(tǒng)采用0.01uF的電容。⑥無(wú)論系統(tǒng)采取什么樣的抗干擾措施，系統(tǒng)總會(huì)受到一些干擾使系統(tǒng)中的單片機(jī)的程序跑飛。為了使程序跑飛后，系統(tǒng)能恢復(fù)正常運(yùn)行，本系統(tǒng)采用硬件看門(mén)狗X25045。（二）系統(tǒng)軟件抗干擾措施在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由于程序及一些重要常數(shù)都存儲(chǔ)在ROM中，這就為軟件的抗干擾創(chuàng)造了良好的前提條件?？刂葡到y(tǒng)受干擾后反應(yīng)在單片機(jī)上就是所謂的“沖程序”,即程序指針亂跳，出現(xiàn)程序跑飛和非法死循環(huán)，導(dǎo)致程序失控。因此，需對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)采取一些有效措施，這里主要采取了以下幾種措施。1.數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制本系統(tǒng)采用檢錯(cuò)重發(fā)。首先對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作，把最后的結(jié)果也發(fā)送出去。接收端對(duì)接收到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作。若結(jié)果為零，則傳輸正確，否則傳輸錯(cuò)誤，通知發(fā)送端重發(fā)。2.對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行程序復(fù)核在程序的執(zhí)行中對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，本系統(tǒng)主要對(duì)輸入的鍵值進(jìn)行復(fù)核，看是否正確，若正確則進(jìn)行處理，否則忽略。3.指令冗余當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)執(zhí)行，引起程序混亂。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之間插入兩條NOP指令，保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。此類(lèi)指令有：RET、RETI、ACALL、AJMP、JZ、JNZ、JC、JB、JNB、等。在某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)至關(guān)重要的指令（如SETBEA之類(lèi)）前也可插入兩條NOP指令，以保證被正確執(zhí)行。一些關(guān)系系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的重要指令，如中斷操作，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)機(jī)標(biāo)志設(shè)定等，必須在程序中多寫(xiě)一些，這樣可以保證系統(tǒng)即使受到干擾越過(guò)一條指令，還會(huì)遇到其它相同的指令，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

設(shè)計(jì)小結(jié)本課題的研究開(kāi)發(fā)工作經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的不懈努力，目前基本達(dá)到了預(yù)期的要求，通過(guò)對(duì)多元探測(cè)器與自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)的調(diào)試，可得到如下結(jié)論：1.智能住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)基本正確、可行，其主要功能基本得以實(shí)現(xiàn)。盜警、火警檢測(cè)有效，自動(dòng)撥號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾性能和自我保護(hù)功能，為將來(lái)系統(tǒng)產(chǎn)品化打下了良好的基礎(chǔ)。2.對(duì)于區(qū)域聯(lián)網(wǎng)式報(bào)警系統(tǒng)，其大部分時(shí)間處于警戒狀態(tài)，傳送數(shù)據(jù)量較小，若采用通常的微機(jī)加MODEM進(jìn)行通信，勢(shì)必造成浪費(fèi)。采用單片機(jī)控制下的DTMF撥號(hào)方式，準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息，在簡(jiǎn)化設(shè)備的條件下，可滿(mǎn)足聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)要求。3.防火防盜報(bào)警系統(tǒng)所有探測(cè)器的輸出信號(hào)都是開(kāi)關(guān)量，有無(wú)警情很容易識(shí)別。但由于信號(hào)線上受到空間電磁波的干擾，例如附近手機(jī)、電焊機(jī)等的工作，會(huì)導(dǎo)致誤報(bào)。因此實(shí)際電路中考慮到了對(duì)信號(hào)進(jìn)行特殊的處理：如在硬件上設(shè)置濾波電路、信號(hào)的上拉或下拉處理電路，或采用比較器進(jìn)行處理。同時(shí)在軟件上設(shè)計(jì)多次檢測(cè)程序，以確保既不誤報(bào)，也不漏報(bào)，以提高系統(tǒng)的可靠性。在軟件中按程序執(zhí)行的時(shí)間段，每0.2S左右，編入一段喂狗語(yǔ)句。硬件看門(mén)狗的等待時(shí)間為0.6S。這些時(shí)間段，是根據(jù)防火防盜的需要設(shè)置的，對(duì)不同的系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)間段并不相同。4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低，實(shí)用效果良好。本課題作為智能住宅安防系統(tǒng)中防盜防火報(bào)警方面開(kāi)發(fā)的一個(gè)嘗試，離最后的實(shí)用化、產(chǎn)品化還有相當(dāng)?shù)木嚯x。隨著微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和傳感器技術(shù)發(fā)展，還將會(huì)得到更大的發(fā)展空間。住宅小區(qū)安防報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)形式未來(lái)有三個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。利用電話網(wǎng)形成的報(bào)警系統(tǒng)是通過(guò)各種傳感器自動(dòng)采集報(bào)警信號(hào)，經(jīng)專(zhuān)用報(bào)警控制箱及電話網(wǎng)傳送到接／處警中心進(jìn)行接／處警。該聯(lián)網(wǎng)方式技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、功能多、價(jià)格適宜、使用操作方便，符合安防系統(tǒng)的要求。這類(lèi)報(bào)警系統(tǒng)通常不需要特種業(yè)務(wù)號(hào)碼，其特點(diǎn)是組網(wǎng)靈活、覆蓋面廣。防范的區(qū)域可以包括一個(gè)城市，也可通過(guò)長(zhǎng)途電話網(wǎng)將其他城市連接起來(lái)共同防范。

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目錄TOC\o"1-3"\h\z前言 11城市現(xiàn)狀 21.1自然狀況 21.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀 51.3城市結(jié)構(gòu)與人口 61.4城市能源供應(yīng)及消費(fèi)狀況 71.5環(huán)境狀況 71.6交通條件 82設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則及規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 92.1設(shè)計(jì)依據(jù) 92.2編制原則 92.3編制應(yīng)遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) 113我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)飧艣r與發(fā)展燃?xì)庹?123.1我國(guó)能源 123.2城鎮(zhèn)燃?xì)飧艣r 143.3我國(guó)發(fā)展城鎮(zhèn)燃?xì)庹?194氣源確定與氣源基本參數(shù) 194.1氣源條件 194.2CNG與LNG氣源選擇 224.3CNG供氣及供氣基本參數(shù) 235工程項(xiàng)目范圍、供氣規(guī)模及主要工程量 245.1工程項(xiàng)目建設(shè)的必要性 245.2工程項(xiàng)目范圍 255.3供氣原則 255.4供氣對(duì)象與供氣范圍 265.5氣化人口與氣化率的確定 265.6工程分期 275.7各類(lèi)用戶(hù)耗熱定額 275.8居民與商業(yè)用戶(hù)高峰系數(shù)的確定 285.9供氣比例與供氣規(guī)模 305.10各類(lèi)用戶(hù)耗氣量平衡與高峰流量 315.11儲(chǔ)氣與調(diào)峰 346CNG氣源站 386.1站址選擇 386.2建站規(guī)模及占地面積 396.3總圖布置 396.4CNG氣源站豎向設(shè)計(jì) 406.5交通運(yùn)輸及道路 416.6綠化 416.7用地指標(biāo) 416.8工藝設(shè)計(jì)與主要設(shè)備 426.9管材選擇及防腐 476.10公用工程 487中壓管網(wǎng)輸配系統(tǒng) 537.1中壓輸配系統(tǒng)壓力級(jí)制確定 537.2城區(qū)中壓管網(wǎng)布置原則 557.3中壓管網(wǎng)布置 567.4中壓管網(wǎng)的敷設(shè)和特殊地段的處理 577.5管材選擇與防腐 587.6管道水力計(jì)算 598、組織機(jī)構(gòu)及勞動(dòng)定員 619環(huán)境保護(hù)專(zhuān)篇 629.1設(shè)計(jì)采用規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 639.2污染物及治理措施 639.3綠化設(shè)計(jì) 6410消防專(zhuān)篇 6510.1設(shè)計(jì)采用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 6510.2工程項(xiàng)目火災(zāi)危險(xiǎn)性分析 6510.3消防措施 6610.4建立健全各種規(guī)章制度 6711勞動(dòng)保護(hù)、職業(yè)安全與工業(yè)衛(wèi)生 6811.1設(shè)計(jì)依據(jù)及遵循的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 6811.2安全措施 6811.3勞動(dòng)保護(hù)與工業(yè)衛(wèi)生 7012各類(lèi)用戶(hù)對(duì)燃?xì)鈨r(jià)格承受能力分析 7112.1居民用戶(hù)對(duì)燃?xì)鈨r(jià)格承受能力分析 7112.2商業(yè)用戶(hù)對(duì)天然氣價(jià)格承受能力分析 7213節(jié)能 7313.1能耗分析