【正文】 .................................................................. 24 報警程序設(shè)計 ......................................................................................................... 25 電話報警模塊 .............................................................................................. 25 MT8880 的數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計 ................................................................... 27 MT8880 的數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計 ................................................................... 29 第 5 章 結(jié)論 .......................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 34 致 謝 ........................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。而在這些地方，有的沒有任何預(yù)警措施，有的也只采用人工巡邏，人工報警等方式預(yù)防，人為因素較多，而且很難做到 24小時全天候監(jiān)測，本文對使用單片機(jī)來對火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測及報警進(jìn)行了一些探索，并設(shè)計了單片機(jī)火警報警系統(tǒng)。 我國的報警系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程 ， 其智能化程度也越來越高。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位 ， 需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價實用的火災(zāi)自動探測報警裝置 ， 因此 ， 研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器是非 常必要的?，F(xiàn)場火災(zāi)報警器通過對傳感器火情信息的檢測 ， 使用智能識別算法實現(xiàn)對火災(zāi)的監(jiān)測。消防指揮中心根據(jù)接收到的火警信息 ， 立即在消防信息數(shù)據(jù)庫中查詢單位位置、周圍道路、交通、水源情況等基本信息 ， 根據(jù)所獲得的信息迅速確定最佳救火方案 ， 通過網(wǎng)絡(luò)將出警命令直接下達(dá)各消防中隊。 研究內(nèi)容 本文主要研究了火災(zāi)報警系統(tǒng)在單片機(jī)中的設(shè)計及應(yīng)用。 本報警器的工作原理是當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情時 ， 探測器將警報信號通過傳感器接口送入單片機(jī) ,單片機(jī)的報警中斷程序開始運(yùn)行 ， 調(diào)用撥號子程序按照預(yù)置號碼進(jìn)行撥號，發(fā)出報警 。 第四章主要 介紹了系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計，主要有 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計、火災(zāi)判斷程序設(shè)計、報警程序設(shè)計。此時單片機(jī)控制 MT8880 發(fā)送雙音頻信號撥號 ， 并檢測呼叫信號以判定是否可以調(diào)用語音模塊進(jìn)行語音報警 [1]。當(dāng)經(jīng)過預(yù)設(shè)的振鈴無人摘機(jī)時 ， 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。 此時 ， 若另一傳感器也動作 ， 則停止異常報警 ， 而進(jìn)入火警報警狀態(tài) ,有現(xiàn)場語音“火警”報警提示 ， 火警指示燈亮 。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)。 否則掛機(jī) ， 撥打下一個號碼 。 (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)出故障報警。 (4) 如果煙霧和溫度同時出現(xiàn)異常 ， 則說明有火災(zāi) ,發(fā)出火災(zāi)警報 ， 并及時將火災(zāi)信息上報消防指揮中心。 既當(dāng)電話正在使用時發(fā)生火警 ， 系統(tǒng)將強(qiáng) 4 行切斷電話 ； 自動撥打報警電話功能 。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。 圖 21 報警系統(tǒng)框圖 如圖 ， 報警器硬件由溫度煙霧信號采集模塊、聲光報警模塊以及單片機(jī)與收發(fā)碼模塊組成。其中 ： 1 為傳感器 (包括煙感和溫感 ) ： 將現(xiàn)場溫度、煙霧等非電信號轉(zhuǎn)化為電信號 ； 2為信號調(diào)理電路 ： 將傳感器輸出的電信號進(jìn)行調(diào)理 (放大、濾波等 )； 使之滿足 A/D 轉(zhuǎn)換的要求 ； 3為 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ， 完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號 的轉(zhuǎn)換。單片機(jī)與遠(yuǎn)程報警模塊由單片機(jī)、 MT8880收發(fā)碼電路組成 ， 實現(xiàn)遠(yuǎn)程報警。綜合考慮各因素 ， 本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件 。電路如圖 3 所示。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ,便可在輸出端 VT 獲得與絕對溫度成正比的電壓量 ,即 10 mV/K。 TGS202氣體傳感器能探測 CO2， CO， 甲烷、煤氣等多種氣體 ， 他靈敏度高 ， 穩(wěn)定性好 ， 適合于火災(zāi)中氣體的探測。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?， 使得當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度 (如 CO濃度達(dá)到 %)時 ， VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷?(設(shè)為 3V)。溫度、煙霧傳感器的輸出分別接到 ADC0809的 IN0和 IN1。為了給 OE線分配一個地址 ， 圖中把 AT89C51 RD和譯碼器輸出 F0H經(jīng)或門 M1和 OE相連。 圖 32 TGS202 的應(yīng)用電路 MOV R0, 0F0H MOVX A, R0。例如 ， 輸出地址 7FF8H可選通通道 IN0， 實現(xiàn)對溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ； 輸出地址 7FF9H可選通通道 IN 1， 實現(xiàn)對煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在中斷服務(wù)程序中 ， 將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲單元 [3]。 語音錄放電路 圖 33 ISD1420 芯片引腳圖 7 ISD1420 各引腳 電源（ VCCA， VCCD） 芯片內(nèi)部的模 擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。 地線（ VSSA， VSSD） 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個腳最好在引腳焊盤上相連。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開始錄音。 /REC 變高或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個信息結(jié)束標(biāo)志（ EOM），使以后的重放操作可發(fā)及時停止。注： /REC 的上升沿有 50 毫秒防顫，防止芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。放音結(jié)束后芯片自動進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 錄音指示（ /RECLED） 處于錄音狀態(tài)時，此端為低，可驅(qū)動 LED。話筒輸入（ MIC）此端邊至片內(nèi)前置放大器。外接話筒應(yīng) 通過串聯(lián)電容耦合到此端。 話筒參考（ MIC REF） 此端是前置放大器的反向輸入。 自動增益控制（ AGC） AGC 動態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時失真都能保持最小。釋放時間取決于此端外接的并聯(lián)對地電容和電阻（即線路圖中 R9 和 C12）的時間常數(shù)。 模擬輸出（ ANA OUT） 前置放大器輸出 。 模擬輸入（ ANA IN） 此端即芯片錄音的輸入信號。該電容和本端的 3KΩ 輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加低端截止頻率。 喇叭輸出（ SP+、 SP） 這對輸出端能驅(qū)動 16Ω 以上的喇叭。 錄音時 ， 它們都呈高阻態(tài) ； 節(jié)電模式下 ： 它們保持為低電平。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校，保證了標(biāo)稱的最小錄音時間。工業(yè)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi)， 頻率變化在 +5%內(nèi)，建議使用穩(wěn)壓電源。由于 內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定，幫上述持薦的時鐘頻率不應(yīng)改變。 地址（ A0~A7） 地址端有兩個作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。地址端只用輸入，不輸出操作過程的內(nèi)部地址信息。 ISD1420 在電路圖中的外圍接線圖如圖 34 所示 。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器 SCON 字節(jié)地址為 98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時，串行口向 CPU 申請中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便可以從串行數(shù)據(jù)中識別出語音段編號，輸出語音信號。 雙音頻收發(fā)電路 由 MT8880 構(gòu)成 ,可預(yù)先存儲各種電話號碼。他的制造采用MITEL 公司的低功耗、高穩(wěn)定性的 ISOCMOS 技術(shù)。內(nèi)部寄存器提供一個群模式?？蛇x擇呼叫處理濾波器讓一個微處理器處理呼叫音頻信號。一個可以訪問 MT8880 內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。 圖 35 MT8880C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 表 1 DTMF 信號的編碼解碼表 11 發(fā)號由單 片機(jī)的 控制 ， 將事先存儲的號 碼以 DTMF 形式通過該片的 8 腳送至外線。過去主要用于電話撥號信息傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。本文通過 89C51 單片機(jī)控制 MT8880 實現(xiàn)計算機(jī)間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。在實際應(yīng)用中 常用 1 b 的 DM 編碼來實現(xiàn) A／ D 和 D／ A 過程，其中 A／ D 過程可以在 PC 機(jī)上完成，用程序生成對應(yīng)每一個 DTMF信號的 DM 編碼表， D／ A 過程在單片機(jī)上完成。對照表 1 可以發(fā)現(xiàn) DTMF 信號由 2 個不同的頻率信號合成。 DTMF 信號的收發(fā)電路 MT8880 接收電路設(shè)計 當(dāng) MT8880 作為 DTMF 接收器的時候， DTMF 信號經(jīng)由 IN＋和 IN－輸入，經(jīng)過運(yùn)算放大濾除信號中的撥號音頻率，然后發(fā)送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號，通過數(shù)字計數(shù)的方式檢出 DTMF 信號的頻率，并且通過譯碼器譯成 4 位二進(jìn)制碼。如果用 IRQL／ CP 作為單片機(jī)的中斷信號， IRQL 由高電平變?yōu)榈碗娖剑?CPU 發(fā)出中斷請求，當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷，讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后， IRQL返回高電平。 13 圖 接收電路接線圖 發(fā)送電路設(shè)計 圖 發(fā)送電路接線圖 當(dāng) MT8880作為發(fā)送器時數(shù)據(jù)總線上 D0～ D3 四位二進(jìn)制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中 [8]，發(fā)送的 DTMF 信號頻率由 MHz 的晶振分頻產(chǎn)生。 14 應(yīng)用 MT8880 使 DTMF 信號的收發(fā)功能于一體，完成 DTMF 信號的編碼與解碼，達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹? 聲光報警模塊 聲光報警電路在單片機(jī) P1 口的控制下 ， 可以根據(jù)不同情況 (火災(zāi)、異常、故障 ) 發(fā)出不同的聲光報警信號。通過給語音芯片的 D0， D1， D2， D3 端輸入不同的地址 ， 便可以獲得各種不同的聲音信號。另外該芯片還需要一個放音控制信號 ， 由 口 提供。 圖 功放電路 ISD1420 的驅(qū)動能力有限 ()， 直接接到揚(yáng)聲器上效果不是太理想 ， 若接 1W 以上的揚(yáng)聲器將發(fā)生失真現(xiàn)象 ， 通常 1W 以下的揚(yáng)聲器可用 LM386， D2283， D2822， MC34119，TA7368 等芯片驅(qū)動如圖 所示， 1W10W 的揚(yáng)聲器用 TDA2021， LA4440 芯片驅(qū)動 ，如圖 所示 ： 15 圖 功放電路 燈光報警 圖 光報警電路 由 AT89C51 P0 口的 ～ 分別控制 4 個發(fā)光二極管 ， 予以光報警 。 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 )。 振鈴檢測電路 由繼電器 J、整流橋等組成 ,單片機(jī) 控制整流橋 ， 使繼電器 J 吸合或斷開 ，從而完成摘掛機(jī)。電話線振鈴信號 25Hz， 75～ 100V。鈴流聲經(jīng)全橋整流后再由光電耦合器 4N25耦合整形后送 AT89C51 T0計數(shù)器進(jìn)行振鈴次數(shù)記數(shù) ,當(dāng) T0記數(shù)為 n次時 ， 按約定為有任務(wù)輸入 ， AT89C51輸出模擬摘機(jī)信號使線路接通