基于单片机的家庭报警系统

摘 要：设计了一种新型的用于家庭安防的报警系统，讨论了系统的硬件系统与软件系统的设计方案，并且对关键技术问题做了阐述。该系统以电话网络为基础，采用无线通信技术，以单片机为控制核心，通过传感器的監控，采用GSM网络、电话报警的方式，根据情况及时做出反应，使报警效率大大提高，从而使居家环境安全得到保障。测试效果表明，该报警系统对于快速报警、远程监控具有广泛的实用价值，并且设计简单、成本较低，适合在家庭用户中普及和推广。

关键词：单片机；无线通信；传感器；自动拨号

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.189

0 引言

现如今，人们对于住宅的要求，不仅仅是舒适性，安全问题也越来越受到重视。目前，人口的流动性很大，犯罪手段也越来越科技化，造成了很大的安全隐患；同时，随着物质生活水平的提高，现在的住宅中大都安装了天然气、煤气以及大量的家用电器，这也隐藏着巨大的安全隐患。这些问题，往往导致盗窃、火灾等威胁人类安全的情况发生，因此，需要一种具有监控功能并且能够报警的家庭报警系统，使人们的生命财产安全得到保障。

本设计主要由两部分组成，信号采集部分与报警部分。单片机是信号采集模块的核心部分，信号采集模块，主要工作是信号的采集，并且对采集的信号进行处理，然后采用无线通信的方式，把处理过的信号发送给主机，再通过程序的控制进行报警。报警部分主要是由音频放大电路、电话摘挂机等构成。

1 总体设计方案

通过传感器完成信号的采集，单片机对信号进行处理之后并且传送出去，声光报警功能则是由程序来控制完成，总体设计方案框图如图1所示。

该系统能够完成的功能主要有以下五个方面：

（1）可通过传感器完成对盗窃、火灾、可燃性气体的检测，并且通过振铃进行报警；（2）首先设定一个预警值，如果振铃的次数超过了预警值，系统就会自动报警；（3）拨号的数量及顺序可以根据实际情况自行设置；（4）系统能够自动拨号与挂机，并且与日常电话不相冲突，两者之间互不干扰；（5）对于预先设定的号码，可以设置顺序依次拨打。

2 硬件电路设计

该系统的硬件电路主要由以下几部分构成：（1）单片机最小系统电路：主要涉及复位电路及振荡电路，保证单片机的正常工作。（2）DTMF收发电路：DTMF通信技术就是指双音多频技术，主要完成对音频信号的接收与发送，为简化电路设计，采用集成电路芯片MT8888。振铃检测电路主要是为了避免报警系统电路对正常的电话通讯产生冲突而设计的，当有电话打进时，通过判断振铃次数来确定是否接听电话。自动报警电路：单片机要是接收到报警信息，会立即启动远程报警。事先将报警号码设置好并且进行存储，危险信号产生时单片机进入中断延时，进行接听电话的操作。（3）语音电路：语音的提示和报警，采用的是语音芯片ISD4004，可以实现录音和放音功能。音频放大电路是在发生危险情况时，报警声足够大。（4）编码与发射电路：该电路采用集成芯片PT2262，PT2262的地址码与主机的地址码必须相同。（5）接收与解码电路：该电路采用PT2272，PT2272与PT2262是对应的，如果PT2272接收到信号，会触发中断程序，读取数据码提取报警信息。（6）存储器是为了存储预先设置的号码，键盘是为了人机交互方便。

3 软件系统设计

在进行系统设计时采用了模块化的设计思路，主要包括主程序设计、报警处理子程序、振铃检测子程序、用户设置子程序、状态控制子程序。为了保证系统时刻处于布防状态，该系统可以对布防和撤防进行相应的设置。当有电话打进来时，振铃检测电路进行检测并记录振铃次数，是否接听电话由振铃次数来决定，同时将预先设置的密码输入进去。相关的信息，通过单音双频信号的接收和发送部分，传送给主板，密码准确的话，就进行下一步工作；密码不正确，则无法进行。然后，处理器决定布防还是撤防。

4 结束语

本文所设计的家庭报警系统，采用的关键技术是单片机控制技术、传感器技术以及无线通信技术，对于已经完成装修的家庭及不方便布线的地点都不影响使用。本系统是自动报警系统，非常适用于住宅的智能化，它有着防盗窗、防盗门等传统防盗措施所不具备的一些优点：（1）用户可以将号码预先按照顺序设置好，当有危险情况发生时，该系统可以按照顺序拨打号码，假如用户没有接听，就拨打下一个，直到打通为止。（2）所设计的自动报警系统与电话之间属于并联的关系，当报警结束时不会占用电话线，因此与电话的正常通讯不会相互冲突。（3）该系统在居民的家庭住宅中可以大量应用，在办公楼等其他需要报警设备的建筑物中也可以大量使用。此外，该系统设计成本较低，操作方便，对于智能化的家居系统具有广泛的应用前景。

参考文献：

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作者简介：李冰（1989-），男，河南南阳人，硕士研究生，助教，研究方向：智能交通。