得益于住宅電話和移動(dòng)通信設(shè)備的普及， 使公共通信網(wǎng)成為報(bào)警系統(tǒng)廉價(jià)的傳輸媒介。鑒于電話語(yǔ)音報(bào)警的有效、快捷、價(jià)格低廉， 使普及和推廣成為可能。

本文介紹的智能家居報(bào)警系統(tǒng)充分利用單片機(jī)資源，采用單總線傳感器， 功能齊全， 易于擴(kuò)展， 一機(jī)多用， 可根據(jù)實(shí)際需要應(yīng)用在不同的場(chǎng)合。

系統(tǒng)的基本功能： 有警情時(shí)， 啟動(dòng)大功率聲光報(bào)警器， 自動(dòng)撥打預(yù)先設(shè)定的報(bào)警電話； 無(wú)警情時(shí)可接受遠(yuǎn)程控制命令， 控制家電的啟停、進(jìn)入環(huán)境監(jiān)聽(tīng)或提示對(duì)方語(yǔ)音留言。其他功能： 萬(wàn)年歷功能、顯示時(shí)間、年月日、星期， 同時(shí)還可顯示環(huán)境溫濕度； 語(yǔ)音定時(shí)提醒； 家用電器定時(shí)。在LCD 屏幕提示下， 通過(guò)鍵盤(pán)可校對(duì)、修改LCD 所顯示的時(shí)間、年月日及星期； 設(shè)定語(yǔ)音定時(shí)提醒的日期時(shí)間； 完成語(yǔ)音芯片的八段錄音和放音；修改發(fā)生警情時(shí)所撥打的電話號(hào)碼； 設(shè)定遠(yuǎn)程控制時(shí)的密碼等等。相關(guān)信息存放于EEPROM 中。

1 系統(tǒng)硬件電路

1. 1 總體結(jié)構(gòu)

智能報(bào)警系統(tǒng)的硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示， 硬件實(shí)現(xiàn)主要模塊包括： AT 89C52 主控制器、PH8809電話接口、MT 8888 雙音多頻編解碼器、APR9600 語(yǔ)音電路、鍵盤(pán)輸入及LCD1602 顯示電路、警情及溫濕度傳感器、S SR 固態(tài)繼電器控制電路。

圖1 總體結(jié)構(gòu)圖

1. 2 鍵盤(pán)輸入及LCD 顯示

AT89C52 端口P2 對(duì)3 4 鍵盤(pán)進(jìn)行掃描， 根據(jù)鍵值執(zhí)行約定的命令或存儲(chǔ)、修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)。P2 口同時(shí)作為固態(tài)繼電器SSR 的控制端口， 控制家電的開(kāi)啟或關(guān)閉。

P3. 0、P3. 1、P3. 2 口分別連接至LCD1602 的RS、R/W 及E 端， P0 口連接LCD1602 的8 條數(shù)據(jù)線， 完成對(duì)LCD1602 的讀寫(xiě)操作。

1. 3 電話接口電路

報(bào)警器電路通過(guò)電話接口芯片PH8809 與用戶電話機(jī)共用一條電話線。AT89C52 端口P1. 6 和P1. 7接到電話接口芯片PH8809 的SW 端及RING 端， 分別完成模擬摘/ 掛機(jī)控制及振鈴信號(hào)的檢出。此外DTMF 收發(fā)電路、語(yǔ)音電路均通過(guò)PH8809 與外界相連。

1. 4 單總線傳感器

只要遵循Dallas 公司單總線（ 1w ire bus） 協(xié)議所定義的時(shí)序?qū)慰偩€器件進(jìn)行操作， 并正確識(shí)別每個(gè)器件的64 bit 二進(jìn)制ROM 代碼以確定其ID 號(hào)， 對(duì)于單總線上可掛接的從器件數(shù)量幾乎不受限制。在此， 端口P2. 7 同時(shí)掛接單總線器件DS2450 及DS2438。其中具有四路A/ D 轉(zhuǎn)換的DS2450 完成警情信號(hào)的采集檢測(cè)。DS2438 則配合H IH3610 完成溫濕度的測(cè)量。DS2438 是Dallas 公司推出的為解決便攜式電子產(chǎn)品電池實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的單總線芯片。

HIH3610 為新型相對(duì)濕度傳感器， 該傳感器采用熱固聚酯電容式傳感頭， 通過(guò)內(nèi)部功能電路可將電容值轉(zhuǎn)換成線性電壓輸出。本系統(tǒng)利用了DS2438 片內(nèi)13 位精度溫度傳感器和片內(nèi)的10 bit 二通道電壓A/D 轉(zhuǎn)換器將HIH3610 的直流電壓信號(hào)數(shù)字化， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的數(shù)據(jù)采集， 并通過(guò)單總線接口P2. 7 傳遞給單片機(jī)。

DS2438 提供給用戶使用40 B 的EEPROM, 可用于保存用戶數(shù)據(jù)， 若容量不夠時(shí)亦可在P2. 7 端口掛接其他EEPROM 單總線芯片。

1. 5 DTMF 收發(fā)電路

選用MT8888 型DT MF 收發(fā)器。A T89C52 端口P3. 4 與MT8888 的RS0 相連， 用來(lái)選擇MT8888 內(nèi)部寄存器； P3. 5 連接MT 8888 的INQ/ CP, 用于對(duì)各種電話信號(hào)音的檢測(cè)； P1. 0 P1. 3 接MT 8888 的數(shù)據(jù)線D0 D3, P3. 6、P3. 7 分別與MT8888 的WR 和RD 相連， 控制對(duì)MT8888 的讀寫(xiě)操作， 完成DT MF信號(hào)的收發(fā)。有警情時(shí)自動(dòng)摘機(jī)對(duì)各種電話信號(hào)音進(jìn)行識(shí)別并順序撥打預(yù)存的電話號(hào)碼。無(wú)警情時(shí)， 解碼遠(yuǎn)程電話按鍵信號(hào)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程家用電器控制和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)聽(tīng)。若無(wú)按鍵信號(hào)則提示對(duì)方簡(jiǎn)短留言。

1. 6 語(yǔ)音電路

選用A PR9600 芯片作為錄、放音電路， 并設(shè)定為并行八段方式。端口P1. 4 輸出上升沿到74LS374的CK 端， 鎖存P0 口輸出的段選信號(hào)， 選擇8 段其中的一段進(jìn)行錄音或放音。端口P1. 5 輸出低電平時(shí)為錄音， 輸出高電平時(shí)為放音。LM386 用來(lái)放大音頻信號(hào)。麥克風(fēng)除用作錄音外， 還可作為監(jiān)聽(tīng)使用， 此時(shí)麥克風(fēng)信號(hào)經(jīng)APR9600 語(yǔ)音電路內(nèi)部的音頻放大器放大后， 通過(guò)電話接口電路PH8809 饋送至電話線實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)聽(tīng)。

1. 7 固態(tài)繼電器電路

戶主撥通電話并輸入事先設(shè)定的密碼， 經(jīng)DT MF解碼確認(rèn)后， P2 端口控制SSR（ so lidstate relay, 固態(tài)繼電器）導(dǎo)通或截止， 完成對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制命令。

非報(bào)警狀態(tài)時(shí)亦可通過(guò)SSR 對(duì)家電進(jìn)行定時(shí)控制。

發(fā)生警情時(shí)， P2 端口的一路信號(hào)將啟動(dòng)SSR 控制的大功率訊響器。

2 系統(tǒng)軟件

2. 1 主程序流程

圖2 為系統(tǒng)軟件流程圖。主程序隨時(shí)掃描鍵盤(pán)進(jìn)行人機(jī)交互， 通過(guò)鍵盤(pán)命令可修改預(yù)存電話號(hào)碼及遠(yuǎn)程控制密碼、調(diào)校日期和時(shí)間、修改錄制語(yǔ)音內(nèi)容等。

圖2 軟件流程圖

系統(tǒng)不設(shè)防時(shí)可設(shè)置系統(tǒng)為電話自動(dòng)應(yīng)答方式，有來(lái)電時(shí)代替戶主自動(dòng)摘機(jī)并播放一段已存錄音， 提示來(lái)電方作簡(jiǎn)短留言， 然后自動(dòng)掛機(jī)， 以便在戶主方便時(shí)回?fù)軐?duì)方電話。不設(shè)防時(shí)還可對(duì)家電進(jìn)行定時(shí)控制。

戶主出門(mén)時(shí)可通過(guò)按鍵K1 將系統(tǒng)置為設(shè)防狀態(tài)， 回家前可通過(guò)撥打電話并輸入密碼解除設(shè)防狀態(tài)。

2. 2 電話設(shè)防子程序流程

在有警情發(fā)生時(shí)， 系統(tǒng)通過(guò)SSR 啟動(dòng)大功率蜂鳴器， 同時(shí)調(diào)用撥號(hào)子程序完成自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警。

若無(wú)警情發(fā)生， 戶主打回電話， 系統(tǒng)若檢測(cè)到多次振鈴無(wú)人接聽(tīng)， 將自動(dòng)提機(jī)接通電話， 等待戶主通過(guò)電話鍵入操作命令， 經(jīng)DT MF 解碼將命令傳送到單片機(jī)， 執(zhí)行遠(yuǎn)程控制家電、環(huán)境監(jiān)聽(tīng)操作。此外， 戶主應(yīng)在回家前解除設(shè)防狀態(tài)返回到主程序。若摘機(jī)后接收不到輸入命令， 系統(tǒng)將播放語(yǔ)音提示， 告知來(lái)電方作簡(jiǎn)短留言， 待對(duì)方留言后， 系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)。

2. 3 撥號(hào)子程序流程

如圖3 所示，進(jìn)入撥號(hào)子程序后，系統(tǒng)獲取摘機(jī)后的回音信號(hào)， 并得到一個(gè)計(jì)數(shù)值， 判斷子程序根據(jù)程控交換機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)確定檢測(cè)出是撥號(hào)音、忙音、還是回鈴音， 撥號(hào)子程序在可以撥號(hào)條件下?lián)艽蝾A(yù)存的電話號(hào)碼，若對(duì)方為占線或響鈴后無(wú)人接聽(tīng)，則延遲一段時(shí)間， 等候下一輪續(xù)撥。放音子程序在電話接通后，將預(yù)先錄制的報(bào)警語(yǔ)音回放出來(lái)。

圖3 摘機(jī)撥號(hào)流程圖

3 結(jié)束語(yǔ)

本智能家居系統(tǒng)功能完善、報(bào)警快捷、可靠。運(yùn)用單總線技術(shù)， 線路簡(jiǎn)單、硬件開(kāi)銷少、軟件設(shè)計(jì)規(guī)范、成本低廉、易于擴(kuò)展， 具有較為廣泛的應(yīng)用前景。

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施， 有利于科研訓(xùn)練與素質(zhì)拓展， 使教師更加注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)， 加強(qiáng)了研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的教學(xué)方式， 形成了創(chuàng)新教育的氛圍。