一种多功能家用防盗报警器的设计

摘 要：本文基于实际生活家居防盗需要设计的多用途智能防盗报警器结构合理、工作可靠、使用方便、性价比较高，相对于社会上销售的商品化的防盗报警器简化了一些不常用的功能，成本较低，可供具备一定能力的人员自己设计制作，具有很大的实用价值。

关键词：报警器；红外控制；固定电话；单片机

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0024-01

一、绪论

现在市场上销售的商品化的防盗报警器主要分为两类，一类是适合个人家庭使用的独立报警器，主要是面向个人家庭用户，另一类是适合小区联防报警、甚至可以与公安110系统联网报警的网络型系统。

目前市场上销售的大多数面向个人家庭用户的家用报警器，从技术上来说已经具备成熟的方案，随着多年的使用，在功能上也能够满足大多数的需求。但是这种报警器主要是实现在布防地、在用户房屋周边产生警告，它缺乏与外界联系的有效手段，虽然有些报警器可以通过联网方法可以与小区物业保安中心或者110系统联系，但是社会上销售的商品化的报警器一般售价昂贵，大多用户无法接受，另一方面社会上销售的报警器也仅仅只是作为报警器功能，无法实现更多功能，不容易实现功能的扩展。

二、设计实现的功能

本文设计的多用途智能防盗报警器，是以AT89C51单片机为控制核心，利用外置热释电红传感探头KP506B、微波多普勒雷达模块以及天然气检测传感器，通过BIS0001信号处理电路，由射频发射PT2262与接收电路PT2272相互配合，实现与单片机的无线通讯。经单片机内部软件编程处理后，单片机输出控制信号，自动拨打主人电话号码进行语音提示。

本文设计的防盗报警器利用单片机控制，功能强大，不仅可以实现防盗报警功能，利用有线电话网络或者移动网络进行远程报警，而且可以远程控制家中的电器的工作状态，易于扩展成多用途的智能家居系统。

根据设计思想，本项目设计的报警器能实现以下功能：1.利用热释红外监测模块和微波多普勒雷达模块监测非法入侵者。2.利用天然气检测传感器。3.当发现警情的时候能拨打系统内设定的电话号码，向用户报告警情。4.可预先存储多组电话号码，且掉电不丢失。5.传感器采用无线数据通信，不易被破坏，而且安装、布线、调试方便。6.可实现异常情况的自动复位。7.能够在远方通过拨打家中电话，产生控制信息，远程控制家中相关电器的开启与关闭。8.如果家中没有固定电话网络系统、或者考虑到在固定电话系统被破坏的时候仍然可以实现远程报警功能的话，可以选择通过移动电话与移动电话网络连接，实现向外界报警。

三、总体设计方案

综合产品成本、产品功能以及实际使用的需要，其总体设计方案如图1所示。报警器采用模块化设计，主要有两大部分组成，一部分是有AT89C51单片机为核心组成的单片机系统，另一份部分是相关的功能模块电路。

报警器的控制核心采用AT89C51单片机，配有微波多普勒雷达监测模块、热释红外监测模块、天然气检测模块、带编码的无线收发模块、DTMF收发电路、红外收发模块、远程控制模块、看门狗电路、语音录放电路、移动通信收发模块电路。

当微波多普勒雷达监测模块或者热释红外监测模块采集到警情信号时，通过无线收发模块把警情信号送给单片机，单片机接收到警情信号以后经过处理，如果确认有警情发生，则控制DTMF电路拨通系统内置的电话号码，向用户报警。如果用户家中没有固定电话网络，而且用户需要使用远程报警和远程控制功能，或者如果该电路工作不正常（例如电话线被恶意剪断），那么就需要在设计的系统中加入移动通信收发模块。在主控单片机的控制下，把检测到的警情信号通过无线调制解调器，利用移动无线网络信号，接入目前广泛使用的数字移动通信系统（GSM），向用户报告警情。无论是采用固定电话还是移动通信方式向用户远程报警，当系统检测到对方接通后，报警器控制核心控制接通报警器中的语音电路，根据警情信息的不同，取出事先录制在语音电路中用户设定的信息，完成远程报警功能。

四、单片机主系统

单片机主系统由DTMF收发电路、语音电路、看门狗电路、红外收发电路、远程控制电路以及作为主要核心的单片机控制电路六大部分构成组成。

报警器的核心控制电路是用AT89C51单片机来实现。通过它的引脚对DTMF收发电路、语音电路、看门狗电路、红外收发电路、远程控制电路实现控制。

双音多频（DTMF）收发器采用MT8880，一方面用来接收单片机电路处理后产生的控制信号，并在单片机电路的控制下拨打设定的电话号码，并把音频电路送来的语音信号送给用户，另一方面接收远方用户通过电话线送来的双音频控制信号转换成控制指令信号送给单片机电路，利用单片机电路完成相关控制任务。

语音电路的作用是当报警器检测系统发现警情的时候，能够通过电话网络告知用户相关情况。选取语音芯片的时候，芯片必须具备三种功能：分段录音、放音、可寻址根据这些功能要求，本系统选用ISD1420作为语音电路的核心芯片。

在电路设计路中设置了由X5045为核心的看门狗电路，以解决意外因素导致程序跑飞，而使系统不能正常工作甚至死机的问题，以提高系统的可靠性。我们之所以考虑用X5045，是因为其本身内部集成有512字节的电可擦除只读存储器（EEPROM），利用X5045内部的512字节的存储空间存储预定的用户电话号码。

五、功能模块电路

功能模块包括微波多普勒雷达模块、热释红外监测模块、无线传输模块以及移动通信收发模块。系统可以采用相关传感器采集多种警情信号如煤气泄漏和火灾等等。对于非法入侵者的警情检测是利用多普勒雷达模块完成的。

热释红外信号检测与处理电路是以BISS0001信号处理电路为核心，加上外置的KP506B红外探头组成。KP506B热释红外传感器具有非常好的性能，配以滤波镜片，以非接触方式检测来自人体特有的波长为10μm的红外辐射。

为了方便实现各个传感器与单片机主控的信号传递，我们选用PT2262和PT2272来完成传感器与主控器之间的通信。这种方式可以避免有线方式的布线麻烦。

为了能够进行远程报警通知主人，在设计方案中加入了利用固定电话网络进行远程报警功能。但是在实际生活中，可能有些用户家里没有固话网络，或者说用户担心如果固话网络电话线被破坏从而导致失去远程报警功能，在设计中我们还可以选用中兴公司的ZXGM 18模块实现GSM无线报警功能。这个模块是一个独立的可选模块，可以根据需要来选择是否加入这个功能。

六、总结

本文设计的防盗报警器利用单片机控制，功能强大，不仅可以实现防盗报警功能，利用有线电话网络或者移动网络进行远程报警，而且可以远程控制家中的电器的工作状态，易于扩展成多用途的智能家居系统。