基于單片機的家庭報警系統(tǒng)

摘 要：設計了一種新型的用于家庭安防的報警系統(tǒng)，討論了系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的設計方案，并且對關鍵技術問題做了闡述。該系統(tǒng)以電話網(wǎng)絡為基礎，采用無線通信技術，以單片機為控制核心，通過傳感器的監(jiān)控，采用GSM網(wǎng)絡、電話報警的方式，根據(jù)情況及時做出反應，使報警效率大大提高，從而使居家環(huán)境安全得到保障。測試效果表明，該報警系統(tǒng)對于快速報警、遠程監(jiān)控具有廣泛的實用價值，并且設計簡單、成本較低，適合在家庭用戶中普及和推廣。

關鍵詞：單片機；無線通信；傳感器；自動撥號

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.189

0 引言

現(xiàn)如今，人們對于住宅的要求，不僅僅是舒適性，安全問題也越來越受到重視。目前，人口的流動性很大，犯罪手段也越來越科技化，造成了很大的安全隱患；同時，隨著物質(zhì)生活水平的提高，現(xiàn)在的住宅中大都安裝了天然氣、煤氣以及大量的家用電器，這也隱藏著巨大的安全隱患。這些問題，往往導致盜竊、火災等威脅人類安全的情況發(fā)生，因此，需要一種具有監(jiān)控功能并且能夠報警的家庭報警系統(tǒng)，使人們的生命財產(chǎn)安全得到保障。

本設計主要由兩部分組成，信號采集部分與報警部分。單片機是信號采集模塊的核心部分，信號采集模塊，主要工作是信號的采集，并且對采集的信號進行處理，然后采用無線通信的方式，把處理過的信號發(fā)送給主機，再通過程序的控制進行報警。報警部分主要是由音頻放大電路、電話摘掛機等構成。

1 總體設計方案

通過傳感器完成信號的采集，單片機對信號進行處理之后并且傳送出去，聲光報警功能則是由程序來控制完成，總體設計方案框圖如圖1所示。

該系統(tǒng)能夠完成的功能主要有以下五個方面：

（1）可通過傳感器完成對盜竊、火災、可燃性氣體的檢測，并且通過振鈴進行報警；（2）首先設定一個預警值，如果振鈴的次數(shù)超過了預警值，系統(tǒng)就會自動報警；（3）撥號的數(shù)量及順序可以根據(jù)實際情況自行設置；（4）系統(tǒng)能夠自動撥號與掛機，并且與日常電話不相沖突，兩者之間互不干擾；（5）對于預先設定的號碼，可以設置順序依次撥打。

2 硬件電路設計

該系統(tǒng)的硬件電路主要由以下幾部分構成：（1）單片機最小系統(tǒng)電路：主要涉及復位電路及振蕩電路，保證單片機的正常工作。（2）DTMF收發(fā)電路：DTMF通信技術就是指雙音多頻技術，主要完成對音頻信號的接收與發(fā)送，為簡化電路設計，采用集成電路芯片MT8888。振鈴檢測電路主要是為了避免報警系統(tǒng)電路對正常的電話通訊產(chǎn)生沖突而設計的，當有電話打進時，通過判斷振鈴次數(shù)來確定是否接聽電話。自動報警電路：單片機要是接收到報警信息，會立即啟動遠程報警。事先將報警號碼設置好并且進行存儲，危險信號產(chǎn)生時單片機進入中斷延時，進行接聽電話的操作。（3）語音電路：語音的提示和報警，采用的是語音芯片ISD4004，可以實現(xiàn)錄音和放音功能。音頻放大電路是在發(fā)生危險情況時，報警聲足夠大。（4）編碼與發(fā)射電路：該電路采用集成芯片PT2262，PT2262的地址碼與主機的地址碼必須相同。（5）接收與解碼電路：該電路采用PT2272，PT2272與PT2262是對應的，如果PT2272接收到信號，會觸發(fā)中斷程序，讀取數(shù)據(jù)碼提取報警信息。（6）存儲器是為了存儲預先設置的號碼，鍵盤是為了人機交互方便。

3 軟件系統(tǒng)設計

在進行系統(tǒng)設計時采用了模塊化的設計思路，主要包括主程序設計、報警處理子程序、振鈴檢測子程序、用戶設置子程序、狀態(tài)控制子程序。為了保證系統(tǒng)時刻處于布防狀態(tài)，該系統(tǒng)可以對布防和撤防進行相應的設置。當有電話打進來時，振鈴檢測電路進行檢測并記錄振鈴次數(shù)，是否接聽電話由振鈴次數(shù)來決定，同時將預先設置的密碼輸入進去。相關的信息，通過單音雙頻信號的接收和發(fā)送部分，傳送給主板，密碼準確的話，就進行下一步工作；密碼不正確，則無法進行。然后，處理器決定布防還是撤防。

4 結束語

本文所設計的家庭報警系統(tǒng)，采用的關鍵技術是單片機控制技術、傳感器技術以及無線通信技術，對于已經(jīng)完成裝修的家庭及不方便布線的地點都不影響使用。本系統(tǒng)是自動報警系統(tǒng)，非常適用于住宅的智能化，它有著防盜窗、防盜門等傳統(tǒng)防盜措施所不具備的一些優(yōu)點：（1）用戶可以將號碼預先按照順序設置好，當有危險情況發(fā)生時，該系統(tǒng)可以按照順序撥打號碼，假如用戶沒有接聽，就撥打下一個，直到打通為止。（2）所設計的自動報警系統(tǒng)與電話之間屬于并聯(lián)的關系，當報警結束時不會占用電話線，因此與電話的正常通訊不會相互沖突。（3）該系統(tǒng)在居民的家庭住宅中可以大量應用，在辦公樓等其他需要報警設備的建筑物中也可以大量使用。此外，該系統(tǒng)設計成本較低，操作方便，對于智能化的家居系統(tǒng)具有廣泛的應用前景。

參考文獻：

[1]劉兵.基于單片機的家庭報警系統(tǒng)的研究與設計[D].濟南：山東大學，2015.

[2]林華，薛昭武.基于單片機的智能電話報警系統(tǒng)[J].國外電子元器件，2007（05）：12-14.

[3]羅永剛，邢雪寧等.基于單片機的智能紅外無線報警系統(tǒng)設計[J].自動化與儀器儀表，2013（01）：60-62.

[4]韓澤欣，楊雪松.基于單片機的智能火災報警系統(tǒng)[J].甘肅科技，2013，29（01）：25-26.

[5]毛靜.基于單片機的智能家用報警系統(tǒng)設計[J].電子設計工程，2015，23（15）：112-114.

作者簡介：李冰（1989-），男，河南南陽人，碩士研究生，助教，研究方向：智能交通。