基于单片机的智能电话报警系统

1 引言

随着人们生活水平的不断提高，家庭安全正在逐渐引起重视。在家庭住宅处安装防盗及险情报警系统，使主人能及时掌握住宅发生的警情，正是人们所期盼的。智能电话报警系统是以单片机为核心，利用公共通讯网为传输媒介对住宅进行安全监视，具有可靠性高、成本低、易普及等优点。

2 系统功能

智能电话报警系统实现的主要功能如下：当室内有警情发生时(如有人非法进入室内、煤气泄漏、火灾等)，智能电话报警系统能及时地通过各种传感器获知警情，对警情的种类进行判断，并立即自动顺序拨打预设的1～9组电话。在拨号后，首先判断对方是否摘机。如是，则根据不同的警情播放相应的录制好的语音报警内容，否则，挂机后拨下一组预制电话，直至1～9组电话全部接通。

3 硬件组成及原理

本系统主要采用AT89C5l作为核心。HT9170和HT9200A作为双音多频(DTMF)信号接收器和发生器，ISD1420作为录放音元件。系统结构如图1所示。


3.1 AT89C51单片机

AT89C51内部集成4 KB只读存储器。采用CHMOS工艺技术，且与MCS-51产品相兼容。内部集成通用的8位CPU和Flash RAM。其应用范围广，性能良好，可用于解决复杂的控制问题。利用AT89C51的I／O端口对传感器信号进行实时监控，对HT9200A拨号实现远程控制，控制ISD1420语音器件的语音播放。

3.2 拨号系统

拨号系统采用HT9170和HT9200A分别作为双音多频(DTMF)信号接收器和发生器。

HT9200A是串行式DTMF信号发生器，具有良好的温度适应性，其工作温度范围为一20℃～+70℃，采用8引脚DIP或SOP封装，引脚排列如图2所示。各引脚的功能说明如下：

CE：片选信号输入端，低电平有效；
X1、X2：3.579 545 MHz晶体振荡器接入端；
VDD、VSS：电源正负输入端，正常工作电压范围为2 V～5.5 V，工作电流约为2mA；
CLK：串行数据的同步信号输入端，fCLK约为100kHz；
DATA：串行数据输入端；
DTMF：DTMF信号输出端。


HT9170系列是集成了数字解码器和多带滤波器功能的双音频DTMF接收器，可工作在掉电模式和抑制模式下。HT9170系列器件都是采用数字化计算方法识别，将16倍的DTMF音频解码后转化为4位代码输出。高精度的转换电容滤波器将音频DTMF信号分离为低频信号和高频信号，自带拨号音频阻波电路可省去前置滤波器所需的阻波电路。HT9170的引脚排列如图3所示。


拨号电路原理图如图4、图5所示。


3.3 语音电路

ISD1420为美国ISD公司推出的产品，单片录放时间8 s～20 s，音质好。ISD1420采用CMOS技术，内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少量电阻电容。在录放操作结束后，器件自动进入低功耗节电模式，功耗仅0.5μA。

ISD1420系列有唯一的录音控制和边沿／电平触发两种放音控制。不分段时外围线路最简，也可按最小段长为单位任意组合分段，提供若干操作模式，大大提高了控制的灵活性。

ISD1420采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调效果，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率为5.3kHz、6.4 kHz到8.0 kHz，对音质仅有轻微影响。片内信息可保存100年(无需后备电源)，EEP-ROM单片可反复录音十万次。语音电路原理图如图6所示。


4 系统软件设计

为使程序清晰可读且运行速率高，本系统软件采用模块化结构设计，由主程序、中断服务程序和相关子程序(如延时子程序、语音提示子程序、放音子程序、拨号子程序等)组成。其主程序流程图如图7所示。拨号报警子程序流程图如图8所示。


5 结束语

该系统设计利用单片机实现报警功能，控制灵活；利用电话网作为传输媒体，具有快速报警、准确可靠的特点。该系统设计成本低，家庭使用安全方便，具有广泛的应用前景。