【正文】 2020, 8 [11] 王立新 .高層民用建筑火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述 .[M]第 20 卷第 3 期 [12] 何立民 .MCS51 系列 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù) [J].北京 :北京 航天航空大學(xué)出版社 1999. [13] 雷麗文 .微機(jī)原理與接口技術(shù) .電子工業(yè)出版社 [M].北京： 1997. [14] IEEE Standard for Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Lowrate Wireless PersonalArea Networks (LRWPANs) [J] .IEEE Std . 2020. [15] Sikora A. Coexistence of IEEE (ZigBee) with IEEE (WLAN), Bluetooth, and Microwave Ovens in ISM Band, Web document 2020. 25 致 謝 本文是在導(dǎo)師李小武老師的精心指導(dǎo)和耐心幫助下完成的。 基于單片機(jī)的語音數(shù)字網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) [J].西安： 《現(xiàn)代電子技術(shù)》 2020 年第 10 期總第 177 [5] 龔冬梅 .基于 DTMF 信號方式的數(shù)據(jù)傳輸接口軟件設(shè)計(jì) ,《 電腦開發(fā)與應(yīng)用 》 [A]. 太原：2020， 16（ 6）： 17 [6] 張毅坤編 .《 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 》 [C].西安： 西安電子科技大學(xué)出版社 , [7] 張 偉編 .單片機(jī)遠(yuǎn)程語音報(bào)警系統(tǒng) .《 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 》 [C].荊州： 2020 年第 18 期總第 185 期 [8] 江世明編 .8051 系列單片機(jī)與 MT8880 收發(fā)器接口技術(shù) .《電子技術(shù)》 [C].上海： 2020 年第 4 期 [9] 劉純利 ,張玉山 ,左暉 ,查正偉 編 :單片機(jī)火警報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) .《 安徽技術(shù)師范學(xué) 院學(xué)報(bào) 》 [J].安徽 ： 2020,(8)2。 24 參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳汝全等編 .《 實(shí)用單片機(jī)接口技術(shù) 》 [J].成都 ： 電子科技大學(xué)出版社 ,。盡量簡化線路數(shù)量和布線方式 ,減少設(shè)備種類 ,系統(tǒng)功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn) ,提高系統(tǒng)可靠性 和維護(hù)性 ,同時(shí) 建立良好的人機(jī)界面 ,方便 人們 使用。不過， 還存在一些缺陷，比如： 系統(tǒng)需要的模塊較多，編寫程序時(shí)有點(diǎn)復(fù)雜 。若 60 s 內(nèi)一直有回鈴音 ，且定時(shí)到 ， 表示對方無人接聽 ， 則掛機(jī)撥打下一個(gè)報(bào)警電話 ， 直到電話報(bào)警完成。若在 60 s 內(nèi)計(jì)數(shù)小于 14 個(gè)脈沖 ， 則表示為回鈴音。當(dāng)有報(bào)警信號送單片機(jī)時(shí) ,通過軟件模擬摘機(jī) ,預(yù)留電話N N Y Y Y N 電話語音報(bào)警程序 是否報(bào)警？ 報(bào)警性質(zhì)語音 從電話數(shù)據(jù)庫中查找電話號碼 電話撥號 電話連接成功？ 電話占線？ 播放語音 程序結(jié)束 等待 10S 撥打下一電話號碼 17 撥號輸出后 ,在接到第一聲回鈴音或忙音時(shí) ,定時(shí)器開始定時(shí) ， 計(jì)數(shù)器開始計(jì)輸入的回鈴音或忙音的個(gè)數(shù)。 自動電話語音報(bào)警程序在發(fā)生報(bào)警時(shí)調(diào)用 ,其程序流程圖如圖 10 所示。撥號后等待三秒再檢測有無回鈴音或忙音 ,如果都沒有 ,就表明已經(jīng)接通 ,可以進(jìn)行語音報(bào)警 。該程序的基本流程是 :報(bào)警器 16 摘機(jī) ,自動撥叫號碼簿上相應(yīng)的報(bào)警號碼 ,如 1 119 ,或一組用戶的自己設(shè)置的固定電話號碼、手機(jī)號碼。 00H 為情況正常 , 返回； 01H 為情況異常 , 調(diào)異常報(bào)警子程序； 02H 為現(xiàn)場有火災(zāi) , 調(diào)火災(zāi)報(bào)警子程序 , 并向消防中心報(bào)告火情。 (2) 根據(jù)溫度和煙霧的異常標(biāo)志位判斷現(xiàn)場情況 2 個(gè)標(biāo)志位均為 0, 表示情況正常 , 給 53H 或 56H 單元送 00H； 2 個(gè)中僅有 1 個(gè)為 1, 表示情況異常 , 送 01H； 2 個(gè)均為 1, 表示有火災(zāi)發(fā)生 , 送 02H。 然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。 參考程序如下： 主程序： ORG 0A00H MOV R1, 30H //輸入數(shù)據(jù)區(qū)始址送 R1 MOV R4, 2 //模擬量總路數(shù)送 R4 MOV R2, 00H //IN0地址送 R2 SETB EA //開 CPU中斷 SETB EX1 //允許 INT1L中斷 SETB IT1 //即 INT1L為邊沿觸發(fā) MOV R0, 0F0H //送端口地址 F0H到 R0 MOV A, R2 //IN0地址送 A MOVX R0, A //送 IN0地址到 A/D SJMP $ //等待中斷或其它 中斷服務(wù)程序 : ORG 0013H AJMP CINT1 //轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 ORG 0100H CINT1: MOV R0, 0F0H //端口地址送 R0 MOVX A, R0 //輸入數(shù)字量 A 15 MOV R1, A //存入輸入數(shù)據(jù)區(qū) INC R1 //輸入數(shù)據(jù)區(qū)指針加 1 INC R2 //修改模擬量路數(shù)地址 MOV A, R2 //下個(gè)模擬量路數(shù)地址送 A MOVX R0, A //送下路模擬量路數(shù)地址 ,并啟 A/D DJNZ R4, LOOP //若未采集完 2路 ,則 LOOP CLR EX1 //若已采集完 2路 ,則關(guān) INT1L中斷 LOOP:RETI //中斷返回 END 火災(zāi)判斷程序 為了降低誤報(bào)率 , 系統(tǒng)采用了多次采集、多次判斷的方法。主程序用來對中斷初始化，給 ADC0809發(fā)起動脈沖和送模擬量路數(shù)地址等。每次驅(qū)動 A/D轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 , 中斷到來說明 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成 , 通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序以及通訊子程序等。為了提高判別的準(zhǔn)確性 ， 簡化判別步驟 ， 縮短檢測程序代碼 ， 使用一個(gè)內(nèi)部 RAM 單元 b2～ b0 位作為狀態(tài)寄存器 ， 其中 b2～ b0 位分別記錄最近 3 個(gè) 20ms 內(nèi)計(jì)數(shù)器 T0 的取值范圍 ； 再用 2個(gè)內(nèi)部 RAM 單元分別記錄話線信號續(xù)、斷時(shí)間 ， 這樣 ， 根據(jù)續(xù)、斷時(shí)間的長短就可以判別出話線狀態(tài)。10 %時(shí) ， 20ms 內(nèi)應(yīng)檢測到 8～ 10 個(gè)話線信號周期 。為此 ， 可利用單片機(jī)定時(shí)中斷 (例如 MCS51 的定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T2)功能 ， 每隔 20ms對話線信號周期進(jìn)行計(jì)數(shù) (可使用定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T0 或 T1 作為話線信號周期計(jì)數(shù)器 )。 話線信號通過音頻變壓器 T1耦合到電容 C2負(fù)極 ,經(jīng) MC4558 放大 4倍后 ,送 LM339比較器 ,回差電壓由R7控制 ,這樣就實(shí)現(xiàn)正弦波到方波的轉(zhuǎn)換 ,從 LM339輸出的方波信號送 AT89C51單片機(jī)計(jì)數(shù)器 T0輸入端 。 圖 8 光報(bào)警電路 信號音檢測電路 利用單片機(jī)定時(shí) /計(jì)數(shù)功能檢測電話信號音的原理及方法。 P114～ P117 控制的燈依次為綠色 (正常信號燈 )、黃色 (故障信號燈 )、紅色 (異常信號燈 )和紅色 (火災(zāi)信號燈 )。大大簡化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性 ，可以降低成本，減少體積。分頻器首先從基準(zhǔn)頻率分離出 8 個(gè)不同頻率的正弦波，行列計(jì)數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)，以八取二方式分離出一個(gè)高頻信號和一個(gè)低頻信號，經(jīng)開關(guān)電容做 D／ A 轉(zhuǎn)換，在加法器中合成 DTMF 信號，并從 TONE 端輸出，電路圖如圖 7 所示。MT8880 的 D0～ D3 與單片機(jī)的 ～ 相連， ～ 分別與 CK， RSO，CSL， R/WL 相連。 4 位二進(jìn)制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時(shí)狀態(tài)寄存器中的延時(shí)控制識別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時(shí)控制識別位復(fù)位時(shí)， IRQL/CP 由高電平變?yōu)榈碗娖?。且由于其體積小、操作維護(hù)方便、成本低廉等 , 具有廣闊的應(yīng)用前景。 既當(dāng)電話正在使用時(shí)發(fā)生火警 ,系統(tǒng)將強(qiáng)行切斷電話 ,自 動撥打報(bào)警電話功能 。 (4) 如果煙霧和溫度同時(shí)出現(xiàn)異常 , 則說明有火災(zāi) ,發(fā)出火災(zāi)警報(bào) , 并及時(shí)將火災(zāi)信息上報(bào)消防指揮中心。 (2) 如果出現(xiàn)硬件故障 (如傳感器遺落、內(nèi)部元器件損壞等 ) ， 能發(fā)出故障報(bào)警。 否則掛機(jī) ,撥打下一個(gè)號碼 。 在撥號后首先判斷電話線的狀態(tài)是否為回鈴音及對方是否摘機(jī)。 此時(shí) ,若另一傳感器也動作 ,則停止異常報(bào)警 ,而進(jìn)入火警報(bào)警狀態(tài) ,有現(xiàn)場語音 “ 火警 ” 報(bào)警提示 ,火警指示燈亮 。當(dāng)沒有警情時(shí) ,可以通過另一部話機(jī)撥打本機(jī) ,振鈴檢測電路將振鈴音信號轉(zhuǎn)換成 TTL 信號傳送給單片機(jī) ,由單片機(jī)計(jì)數(shù) ； 當(dāng) 9 經(jīng)過預(yù)設(shè)的振鈴無人摘機(jī)時(shí) ,系統(tǒng)就會自動摘機(jī) ,調(diào)用遠(yuǎn)程設(shè)置子程序進(jìn)行遠(yuǎn)程錄音、查詢警情等操作。 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)功能及特點(diǎn) 本報(bào)警器的工作原理 :當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情時(shí) ,探測器將警報(bào)信號通過傳感器接口送入單片機(jī) ,單片機(jī)的報(bào)警中斷程序開始運(yùn)行 ,調(diào)用撥號子程序按照預(yù)置號碼進(jìn)行撥號。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門電流。 8 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收