基于GPRS的嵌入式报警系统的设计

2进行电平转换。当报警时， 单片机通过串口将控制指令和短信内容发送到GPRS 通信模块; GPRS 通信模块识别出控制指令， 根据短信内容向用户发送短信。

2. 1. 3 DTMF 双音多频编解码电路

DT MF 双音多频编解码电路主要由MT 8888 构成， 包括DTMF 编码电路、DTMF 解码电路和铃音识别电路。编码电路实现自动拨号， 解码电路实现远程控制指令识别。铃音识别电路能正确进行拨号音、忙音、回铃音的识别。

自动拨号时， 单片机将被叫号码发送到发送数据寄存器， 合成DTMF 信号， 经放大后通过电话接口传输到电话网络中的程控交换机， 实现拨号。远程控制时， 远程DT MF 控制信号经过高频和低频滤波器滤波后， 再经过数字编码器编码， 得到相应控制指令的二进制编码， 存放于接收数据寄存器， 同时在MT 8888 的IRQ 端口产生中断信号; 单片机响应中断后， 读出接收数据寄存器的数据， 识别控制指令。铃音识别时， 450 Hz 的正弦铃音信号从DTMF IN 端口输入， 经过一个中心频率为450 Hz、带宽为250 Hz 的滤波器， 如果信号落在滤波器的通带内， 则IRQ 端口输出同频率的方波。

2. 1. 4 电话接口电路

电话接口电路包括自动摘机电路、振铃检测电路和断线检测电路。

自动摘机电路实现模拟自动摘机， 当拨号报警或远程控制时， 系统自动摘机， 接入电话网络。在远程控制时， 振铃检测电路能检测到电话振铃信号， 从而自动摘机。振铃检测电路主要由高速光耦6N138 和电压比较器LM393 构成。根据程控交换机协议， 交流振铃信号为25 Hz, 90 V 的正弦波。振铃信号经过直流隔离电容和限压电阻后， 驱动光电耦合器， 光电耦合器的逻辑输出端产生脉冲， 经过电压比较器整形后， 得到方波脉冲。脉冲信号输入单片机， 单片机可以对脉冲进行计数， 计到一定的脉冲数后， 自动摘机。当系统没有正常连接到电话网络时， 断线检测电路能自动检测到故障并进行提示。

2. 1. 5 语音电路

系统采用ISD1760 作为语音录放芯片。单片机通过SPI 串行总线与ISD1760 相连， 传输SPI 指令， 配置内部寄存器和实现语音录放。ISD1700 作为SPI 从机，几乎所有的按键操作都可以通过这些SPI 指令来实现。

一些SPI 命令： 如PLAY, REC, ERASE, FWD, RESET , GLOBAL_ERA SE 的运行类似于相应的独立按键操作， 另外SET_REC, SET _PLAY, SET _ERASE 命令允许用户指定录音、放音和擦除的起始和结束地址。

系统初始化设置时， 应该首先根据各种提示音的长度，用查表的方法分配好相应的存储起止地址。并且通过硬件为用户提供录音接口与控制接口。拨号报警时， 根据报警类型寻址并播放相应的提示音。

2. 2 系统软件设计

2. 2. 1 系统主程序

系统上电后， 首先延时100 ms, 让单片机和外围电路有充分的时间复位。在系统初始化过程中， 使能C8051F020 的外部中断6, 7 和串口中断， 并将各个中断请求标志位复位。外部中断6 处理远程控制， 外部中断7处理报警， 串口中断处理PC 控制命令。循环扫描各路中断标志位， 如果中断请求标志位置位， 则转入相应的中断服务程序。如图2 所示。

图2 系统主程序流程图

2. 2. 2 报警子程序

当报警时， 调用摘机函数模拟摘机， 并进行铃音检测。铃音检测时单片机计数器T 0 定时4 s, 计数器T 1对MT 8888 IRQ 输出方波进行4 s 计数。据程控交换机协议， 铃音信号为误差+ 25 H z 的450 Hz连续正弦波， 拨号音是连续的， 忙音为0. 35 s 通、0. 35 s断， 回铃音为1 s 通、4 s 断。可设定计数门限， 据计数值的不同进行铃音识别。如， 拨号音的计数上下门限为( 450+25) * 4= 1 900 和( 450- 25) * 4= 1 700。如图3 所示。

图3 报警子程序流程图

2. 2. 3 远程控制子程序

当与远程控制相应的外部中断6 中断请求标志置位时， 系统由主程序转入远程控制子程序。首先，MT8888 设置为DT MF 模式， 然后解码远程输入的密码， 与本地的密码进行比较， 如果不匹配， 则挂机; 否则身份验证通过。通过身份验证后， MT8888 解码远程控制指令并传递给单片机。单片机根据控制指令执行相应的控制操作， 执行完成之后， 自动挂机。

2. 3 系统终端界面

系统终端界面如图4 所示。

图4 系统终端界面

当系统处于待机状态时， 安全指示灯亮; 当处于报警状态时， 相应的报警状态指示灯会闪烁指示报警状态。修改密码时需要输入原密码， 以防被人非法篡改，从而提高系统安全性; 修改号码时也需要输入密码， 否则不能修改。查询系统日志时需要输入密码; 选择日期， 双击日期可以查询当天的报警日志。报警日志可以以文本文件格