商店无人值守远程自动报警与查询系统

引言

很多商店下班后无人值守，当有盗警、火警发生时，人们希望商店能自动报警，同时能用电话进一步查询、核实警情等住处。本文采用AT89LV51 Flash单片机，配合新型的MODEM通信芯片和语音电路，成功实现了商店的无人值守自动报警与查询功能。

1 主要芯片简介

1.1 AT89LV51 Flash单片机

AT89LV51 是Atmel公司生产的与MCS-51系列兼容的具有Flash存储器的单片机，主要特点是：能在2.7～6V的低电压范围工作；4K字节可编程的 Flash EEPROM，三级程序存储器保密；128字节内部RAM；32根可编程I/O引线，2个16位定时器/计数器，6个中断源，1个全双工串行口等；引脚与 MCS-51完全兼容。

1.2 MODEM通信芯片

SS173K222AL是TDK公司生产的一种高集成度的单片机编程MODEM芯片，引脚如图1所示。



该芯片易于单片机控制；可以串行传输数据；与CCITT V.22，V.21，BELL212A，103标准兼容；具有呼叫进程、载波、应答音、长回环检测的功能；能够通过编程产生DTMF信号等。 SSI73K222AL芯片内部有4个用于监控的8位寄存器CR0、CR1、DR、TR：CR0用于控制电话线路数据传输的方式，CR1用于控制芯片内部状态与单片机间的接口，DR用于监视MODEM的工作状态，TR用于控制音频信号的产生。对其编程可以产生DTMF信号、应答音信号。4个寄存器各位的含义如表1所列。

表1 SS173K22 2A内部寄存器各位含义

名称	地址	数    据     位
	AD2AD0	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
CR	000	调制选择	0	设置发送模式其中1100表示FSK模式	发送允许	应答/始发
CR	001	数据发送方式		中断允许	旁路编码	时钟控制	复位操作	模式测试，其中00 表示正常
DR	010	未用	未用	接收数据	解码标志	载波检测	应答音	呼叫进程	长环检测
TR	011	RXD控制	发防卫音	发应答音	发DTMF音	对应116DTMF信号，如：0001=1，0010=2等。

1.3 ISD33060语音芯片

ISD33060是ISD公司的第三代3V的单片语音IC，引脚如图2所示。



该芯片总存储时间达60s；与外部微处理器的接口采用SPI（Serial Peripheral Interface）串行外设接口或MSI（Microwire Serial Interface）微传输线串行接口，实现了主机对语音芯片的灵活控制和寻址，减少了接口的引线数，提高了使用的灵活性；录放音时间可通过控制指令任意进行分段，每段最短长度为150ms。

使用SPI接口协议时，主要用到5条控制线：
*1脚（SS）—芯片选择输入端，低电平有效；
*2脚（MOS1）—串行数据输入端，ISD芯片从该脚接收来自单片机的控制命令数据；
*3脚（MISO）—串行数据输出端，单片机从该脚获得ISD的返回数据；
*28脚（SCLK）—SPI接口串行时钟输入，用于同步数据的传送；
*25脚（INT）—当语音回放结束或录放音溢出时，变低电平，在下一个SPI周期开始时，该信号被清除并返回高电平。



图3 自动报警与查询线路图

2 硬件电路设计

硬件线路原理如图3所示。本系统的功能主要有：
*利用电话线路和单片机的中断功能进行火情、盗情自动远程语音报警；
*可拨打多个号码，对每个号码多次循环拨号，直到拨通为止；
*设有火警、盗警发生标志，凭密码可用电话查询、核实警报情况；
*可以现场或利用电话消除报警标志；
*可用电话修改密码。

图 3中，L1、L2接电话线咱；U1为AT89LV51 Flash单片机，U2为MODEM芯片SSI73K222AL，U3为语音芯片ISD33060，U4、U5为输出、输入放大运放LM358；K为现场消除警报开关，D7、D8分别为消警和报警指示，INT0和INT1中断分别接火警和盗警信号，下降沿有效。



图4 主程序框图

通电后，系统先对P1、P3口及INT0、INT1中断进行初始化，然后不断查询P1.6、P1.7脚。为避免系统重复报警，每次有效火、盗报警时，程序都分别自动设火、盗报警标志，只有取消报警标志才能接受新的警报。当按下K时，P1.6为低电平，现场取消报警标志，同时消警指示发光二极管D7亮，报警指示发光二极管D8灭。如有电话查询，则铃流来到，P1.7为低电平，程序控制P1.5为高电平，继电器J动作，接通线路，语音提示：“请输入报警系统密码，以#字结束”。然后，等待输入密码，如在规定时间内无密码输入，则提示：“时间到，请挂机”，随后断开线路，退出查询。如有密码输入，则判断密码是否正确，如密码错且不超过三次，可重新输入，超过三次则退出查询；如密码正确，则提示：“请选择：1查警情，2消警报，3改密码，4退出查询”。此时选择，可以根据报警标志查清有无警报，是火警还是盗警；选择2，可消除警报标志，达到与开关K一样的效果；选择3，可个性密码；选择4，继电器J复位，断开线路，退出查询。

当有火、盗警发生时，单片机INT0、INT1引脚分别有下降沿信号来到，转入中断处理。火、盗警的处理完全类似。如当有火警来到时，先查有无火警标志，如有标志，表示已报过警，系统退出中断；如无标志，系统立即接通线路，拨预置的电话号码。如有应答音，则发语音提示：“商店有火警！有火警！”，并在内存设火警标志，然后断开线路，再判断所有预置号码是否拨完。如未拨完号码，则拨下一个；如已拨完号码，退出中断。

值得注意的是，为提高报警的准确率，减少误报，除采用一定的抗干扰措施外，对同一种警情还中使用多种传感器。如对火警，可采用感烟和红外传感器并举，以提高报警的可靠性和准确性。