【摘　要】　介紹了一種基于AT89C51、AT89C2051、雙音多頻芯片和無線數傳MODEM等的無線智能報警系統。該系統具有告警信息檢測、液晶顯示、鍵盤置號和自動撥號報警等功能。
??? 關鍵詞：單片機，傳感器，雙音多頻，無線數據傳輸，程序監控
　　　
　　隨著物質生活的不斷改善，人們對人身和財產的安全也更加關注，期盼著能夠扮演看家狗作用的智能報警系統的誕生。本文介紹的無線智能報警系統能及時發現監控場所即將發生的緊急情況（盜竊、火災等）并迅速撥打報警電話，以便及時采取有效措施，最大限度地降低給生命和財產造成的傷害和損失。本系統主要采用了單片機程序控制、無線數據傳輸、雙音多頻信號產生、E2PROM讀寫、電話摘機、紅外傳感、震動傳感、煙霧傳感及單片機間串行異步通訊等技術。由于采用無線傳輸手段，系統隱蔽性好，生存能力強，更重要的是它避免了有線報警系統安裝時需要穿墻架線因而裝拆麻煩且破壞已有合理結構的弊端，故具有極好的應用前景。

1　系統總體結構
　　無線智能報警系統由系統告警單元和系統中央處理單元以及公用電話網絡接口組成，組成框圖如圖1所示。當某系統告警單元探測到有異常發生時，便通過天線發出一信號；此信號被系統中央處理單元接收后進行處理，最后以電話通知的方式報警。
2　系統的硬件構成與特點
??? 系統的硬件包括系統告警單元硬件和系統中央處理單元硬件兩部分。系統告警單元硬件主要由AT89C2051單片機、告警采集電路、告警發送電路和看門狗電路等組成，其框圖如圖2所示。 　　當家中有盜竊或火災等異常情況將要發生時，傳感器便會立即檢測到并產生一高電平輸出，該信號經信號調理電路轉換后送給單片機，單片機向告警信號發射電路送一經過編碼的脈沖串，經過天線發射出去。看門狗電路的作用是，在出現程序跑飛或告警板死機等異常情況時，使單片機迅速復位，從而確保告警板始終處于良好工作狀態。
　　告警中央處理單元硬件主要由AT89C51單片機、告警接收電路、電話摘機電路、撥號電路、號碼寫入和讀出電路、號碼顯示電路及看門狗電路等組成，其框圖如圖3所示。

　　使用者可以利用家中電話機的按鍵通過號碼置入電路把告警號碼（可以是用戶辦公室的電話號碼、手機號碼、公用110報警電話號碼或者其它任意的號碼）置入到E2PROM中，置入過程可以通過液晶顯示器看到。告警信號被中央處理單元天線接收后進入接收電路，接收電路向單片機發出撥號啟動信號，單片機通過號碼讀出電路讀取預先置入的告警號碼，進而通過摘機及雙音多頻信號產生電路進入電信網絡，使用者知道后便可采取相應措施。
2．1　單片機
　　系統告警單元的單片機采用ATMEL公司的89C2051，內置128字節的RAM、2K字節的FLASH、15個I／O口，外部有20條管腳。系統中央處理單元的單片機采用ATMEL公司的89C51，內置256字節的RAM、4K字節的FLASH（閃速存儲器）、2個16位計數器／定時器、32個I／O口和5個中斷源、一個全雙工串行口、一個精確的模擬比較器、片內振蕩器和時鐘電路。外部有40條管腳，封裝形式為DIP式（雙列直插）。其他與89C2051相同。2．2　看門狗電路
　　在單片機的工作現場，存在著各種各樣的干擾源。這些干擾源很可能引起程序跑飛，造成死機或程序的非正常運行，如不及時恢復，容易造成損失。看門狗就是在程序跑飛或死機時，對系統進行重新置位或者復位以使系統正常運行的一種專用電路。這
里的看門狗電路以MAX813L為核心并外加幾個電阻、電容構成。MAX813L是MAXIM公司開發的低成本微處理監控芯片，外部有8條引腳，封裝形式為DIP式，主要功能有上電、掉電、降壓情況下的RESET輸出和手工復位輸入端。
2．3　無線發、收電路
　　無線發、收電路的核心部件采用PTR2000，這是由哈爾濱迅通電子科技有限公司推出的超小型、超低功率的高速無線數傳MODEM。它可與單片機串口直接相連，而且毋需進行曼徹斯特編碼，應用及編程非常方便。具體應用電路如圖4所示（這里僅畫出了PTR2000在告警板中使用的情況，其在中央板中的使用方法幾乎與此相同）。

　　圖4中，PTR2000的2腳（CS）接低電平表示選用工作頻道1即433．92MHz，當然2腳也可接高電平選擇工作頻道2（434．33MHz），但要注意，2腳的電位在兩個單元中要一致。
2．4　告警號碼置入及液晶顯示電路
　　告警號碼置入及液晶顯示電路主要由X24C04和YUSUNG W－1602A組成，X24C04是ATMEL公司生產的一種CMOS4096位串行電子可擦除只讀存儲器（E2PROM），內置512個字節和兩個串行口，外部有8個管腳，封裝為DIP形式，可靠性高、數據保持時間長（≥100年）。W－1602A是深圳譽信電子有限公司生產的字符型液晶顯示模塊（LCM），由字符型液晶顯示屏（LCD）、控制驅動主電路HD44780及其擴展驅動電路HD44100、少量阻、容元件、結構件等組成，顯示方式為16×2（字符×行）。內置64個字節的自定義RAM、80個字節的RAM以及可顯示192種字符的字符發生器。具有功耗低、壽命長、可靠性高等特點。電路見圖5。
　　圖5中，變阻器R的作用是調節液晶顯示屏在背光下的亮度。實際應用時最好在變阻器上串聯一個開關，使得僅在需要的情況下啟動背光功能。需要說明的是，撥動鍵盤時從電話機出來的是雙音頻信號，經過轉換才能被單片機接收，而這個過程是通過撥號電路中的MT8880來完成的。

2．5　撥號電路
　　撥號電路主要由雙音多頻芯片MT8880、多路切換開關4066、繼電器、NPN型三極管和少量電阻、電容組成。MT8880的作用是把單片機寫入的數字信號轉換成雙音頻信號，在控制撥出繼電器導通、電話摘機的情況下把告警號碼送入公共電話網絡。反之，它也可把從鍵盤來的雙音頻信號轉換成數字信號送入單片機。具體電路如圖6所示。
　　實驗中發現，能否撥號首先取決于電話機是否可靠摘機，如果話機沒有摘機，其它硬軟件即使完全正確也是沒用的。為此，要注意挑選性能好的繼電器。使用4066的目的是確保置號和撥號相互隔離、互不影響。
3　系統的軟件設計
?? 本系統軟件包括系統告警單元軟件和系統中央

　　單元軟件兩部分，每部分的程序皆采用模塊化結構。系統告警單元軟件由告警單元主程序、告警發射子程序、看門狗監控子程序、蜂鳴器報警子程序、延遲子程序等組成；系統中央處理單元軟件由中央處理單元主程序、告警號碼置入子程序、告警號碼讀出子程序、告警接收子程序、液晶模塊顯示子程序、撥號子程序、看門狗監控子程序、蜂鳴器報警子程序、延遲子程序等組成。主要程序的流程圖見圖7和圖8。
　　告警單元主程序處于中斷工作方式，其在完成系統初始化后開始等待中斷響應產生，如果傳感器探測到感應源，則程序向下執行，無線發出一個具有特定含義的編碼脈沖串，反之則等待。中央處理單元主程序處于查詢工作方式，其在完成系統初始化后開始循環檢測接收緩沖器，如果有數據接收到，程序便向下執行開始撥號告警；若無數據接收到，則等
待。這里告警單元和中央處理單元之間采用異步串行工作方式。預先要多置入幾個告警號碼，以便當所撥線路占線時迅速撥打其它的號碼。還需要特別指出的是，由于公共電話網絡的響應速度有限，在摘機與撥號之間以及撥相鄰兩個號碼之間要有足夠的時間延遲。

1　何立民．MCS－51系列單片機應用系統設計．北京：北京航空航天大學出版社，1990
2　陳龍三．8051單片機C語言控制與應用．北京：清華大學出版社，2000
3　張智榮等．智能化流量計量系統研究與開發．電子技術應用，2001（2）