智能住宅安防报警系统的设计

【摘要】智能住宅(Intelligent Building)目前的提法很多，日本、美国、欧洲、新加坡等国家。以及国际智能工程学会的提法都不尽相同。我国与日本的情况比较相近．日本机电工业协会住宅智能化分会把智能化住宅定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调性的工作。实现建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA)，将这三种功能结合起来的建筑，就是智能化住宅。

【关键词】智能住宅，安防报警，系统设计

中图分类号： TM925.91 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着人们生活水平的提高，智能化住宅是人们理想的目标，也是社会关注的热点．本文设计的安防报警系统可以由用户自行组装配置不同的传感器，如煤气传感器、烟雾传感器和人体红外传感器等，具有运行可靠，符合用户个性需求等优点。

二．智能化防盗防火报警系统的必要性

1．随着计算机技术的不断发展，新观念和新技术不断更新．这些将对智能化住宅的发展有了更高和更新的要求．也要求在智能住宅的建设中要不断地增加标和功能。

2．特别是随着我国国民经济的迅速发展，安防系统的相对滞后已经严重阻碍了我国国民经济的发展。伴随着我国各个行业的智能住宅化。这种矛盾越来越突出。因此，强调把防盗防火自动报警系统纳入到建筑智能化住宅系统中、提高住宅自动化水平，迎合当前通过住宅自控技术实现更多、更高要求的需要。是符合世界发展潮流的．也是当前发展的紧迫问题。

3．本研究的防盗防火自动监控报警系统应用了现代化的控制部件与设备，查询了人们无法实时检查的环境．将住宅建筑物中的重要场景传输到一个或多个监控系统并显示。

三、智能住宅安防报警系统的设计

1.系统硬件设计

系统硬件框图如图1所示，它主要由9大部分组成：1)传感器接口；2)键盘显示器接口；3)中央微控制器89C51；4)看门狗；5)拨号音、忙音和回铃音检测电路；6)双音多频信号MT8880收发器；7)模拟摘挂机电路；8)声光报警电路；9)电话线接口电路．

（1）电话线接口电路设计

该部分电路设计时主要考虑的问题有：要符合现行电话机产品进网的标准[2]，以及有线网和报警系统的隔离问题．为此，所设计的电话线接口电路，由过压保护、极性保护电路和变压器组成．如图2所示．过压保护电路：在电话线回路上加入了一个压敏电阻VDR，它的作用是当它的两端电压大于其工作电压时呈现短路状态，从而保护后级电路免受高压危害．当加到它的两端的电压小于其工作电压时，压敏电阻呈现开路状态，对候机电路的工作没有任何影响．在本设计中压敏电阻的工作电压是200V．极性保护电路：由于在电话线上传输的是交流信号，为了使信号的极性固定，在电路中加入了桥式整流器，由二极管D1～D4组成用以进行全波整流．电压变换电路：电话线上传输的信号的电压为48～6OV，而报警终端电路上的电压不超过12V，因此在电路中加入了变压器T1，对电压进行变换并使电话网络和系统隔离．

2）模拟摘挂机电路设计

该部分电路要完成的功能是模拟电话机的摘挂机过程，使报警系统和公用电话网的程控交换机接通或断开．公用电话网的程控交换机对用户状态的识别是由交换机上的用户电路监测用户线上的直流电流或电压来完成的电路由继电器J1和三极管Q01组成，如图2所示．89C51通过端口P0．0控制三极管Q01的导通和截止来控制电路中的电流大小，从而模拟摘挂机动作．当P0．0为高电平时，QOl截止，继电器不动作，用户线电流比较小，处于挂机状态；当Po．o为低电平时，QOl导通，继电器动作，处于闭合状态，此时用户线电流变大约为30mA，程控交换机检测到此变化，相当于电话机摘机，便可以实现模拟摘机．

（3）MT8880与89C51的接口

MT8880是加拿大MITEL公司生产的完全符合电信标准的DTMF信号收发芯片，而且具有电话信号音检测功能．采用COMS电路，DIP封装，因其功能强、功耗低、工作稳定和可靠等优点而被广泛应用．MT8880主要有两种工作模式：在DTMF模式下，MT8880能编码产生DTMF信号和对接收的DTMF信号进行译码，D0一D3端口提供数据；在CP模式下，MT8880可以检测各种信号音(如拨号音、忙音和回铃音等)．MT8880的工作模式由控制口线通过对内部寄存器设置来完成．MT8880与89C51直接相连，如图3所示，其中微控制器89C51采用6MHz时钟，以中断方式接收数据．MT8880的数据线D0~D3和89C51的P1口低4位相连，IRQ／CP管脚连接到89C51的INT1与T1管脚，89C51的RD和WR管脚经与非后连接到MT8880的RD端口．89C51的P1．4～P1．6分别连接到MT8880的RSO，CS，R／W 端口，实现信号选择与设定内部寄存器，并控制电路的工作状态或模式。

MT8880内部共有5个不同作用的寄存器：发送数据寄存器(TDR)、接收数据寄存器(RDR)、状态寄存器(SR)、控制寄存器A(CRA)和B(CRB)，分别根据RSO，R／一W，CP，命令将数据线D0~D3内容写入TDR或CRA，CRB，以控制DTMF信号的发送和选择MT8880工作模式，或者将接收DTMF信号译码数据从RDR读到数据线． MT8880内部寄存器功能的选择见表1．

2.系统软件设计

系统软件编制用汇编语言采用了模块化的方法，主要包括主程序的设计、报警中断服务程序的设计、键盘显示器程序的设计和看门狗处理程序．设计的难点是信号音的检测程序和拨号报警程序．

（1）检测信号音程序

在系统模拟摘机之后需要检测电话线上的拨号音或忙音，挂机之前需要检测有无回铃音．国家标准GB3380—82规定：拨号音、忙音、回铃音的音源频率均为(450±25)Hz的正弦波．拨号音为连续信号音；忙音为0．35s通0．35S断；回铃音为1s通4s断 ．由此可见各种信号音只是占空比不同且在时间上有明显的差别．根据这一特点，所以检测信号音时，设置MT8880为CP模式，IRQ／CP引脚输出对应各种信号音的方波信号，对其计数5s，则拨号音的计数下限为(450—25)×5—2 125，上限为(450+25)×5—2 375．同理，忙音的计数范围为1 041～1 212，回铃音的计数范围为425～475，无信号音的计数为0．L6]考虑到实际中的计数误差，设定计数值大于1 792为拨号音，在1 024～1 791之间为忙音，在256～1 023之间为回铃音，小于256为无信号音，由此单片机识别出电话线的状态，以进行不同的处理。

（2）拨号报警程序设计

拨号报警程序是安防系统的核心，通过中断服务程来实现。其基本流程是：模拟摘机，调用信号音判断程序，拨号与挂机．当出现警情信号时，89C51发生中断，延时lOs，如果为住宅主人人为造成的，则可在这段时间内使系统复位；否则系统摘机；检测信号音，如为忙音则挂机，延时4s重新摘机，重复此过程直到检测到拨号音为止；拨110，119或用户自己设置的固定电话号码、手机号码；延时lOs检测回铃音L7]，如无回铃音重复拨次号码3次，每次之间延时lOs，仍无回铃音，拨下一个号码，直到所有预设号码拨完为止．

四、结束语

智能建筑是现代建筑的一种发展趋势，对整个居民的生活和工作起到了巨大的推动作用，但是其安防和报警问题依然是一个难题，因此，加强对其探讨具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]周晓伟 余红英 智能住宅安防报警系统设计 机械管理开发-2010年5期

[2]吴法宇 大型别墅数字家居系统项目设计方案 数字社区&智能家居-2010年6期

[3]易天元 ETY2000智能家居系统设计方案 电脑知识与技术：数字社区智能家居-2006年2期