一种远程自动报警系统的设计

1 概述
　　
　　随着人们生活水平的不断提高，人们对住宅和办公室的防盗意识也日益增加。因此，研究和开发防盗报警装置引起了科研单位和生产厂家的重视，特别是面对普通居民、价格低、运行可靠的自动报警系统。笔者设计了一种由AT89C51单片机、电话机和BP机构成的远程自动报警系统，它不但经济实用，而且简单易操作。当盗贼入屋触动报警触发开关时，系统将把贮存在电话机中户主的BP机号码自动拨发到寻呼台，寻呼台又将屋主的电话号码和一个特别数字信息发送到户主的BP机上，当户主接收到自家的电话号码和这些数字信息时，便知道家里可能有人入屋盗窃，从而做出相应的应急措施。实验证明，该系统报警快速、准确。由于该系统电路简单，而且利用的是公共通信网，因此不存在建立独立的报警系统网络问题，也不存在传统报警系统中的同时报警争信道的问题。

2 电路原理
　　
　　该远程自动报警系统的电路组成框图如图1所示。图中虚线以上是普通电话机的极性变换、拨号电路和通话电路，虚线以下部分为信号检测和单片机控制电路。该电路采用AT89C51（也可使用AT89C2051）单片机作为主控制器，并配合电话机的存贮拨号电话、适当的接口和控制软件来实现自动报警。具体的连接电路如图2所示。从图中可以看出，该电路主要由AT89C51、5个RY5D－K继电器和带有存贮拨号功能的电话机组成。电路中的开关K为报警触发开关，K的一端接AT89C51的P1．6脚。当无报警信号时，P1．6处于高电平。电路工作时，CPU不断检查P1．6的状态，当触发开头被触发时（按下），P1．6由高电平变为低电平，当CPU检测到P1．6为低电平时，为了防止虚报，CPU自动延迟25ms，再检P1．6的状态，若仍为低电平，则CPU使P1．4输出低电平，并通过继电器J4自动接通电话机的免提键（也可接在柄的触点处，后面再作说明）。接着通过J1、J2、和J3分别接通“RECALL”键、存贮拨号地址键“1”和电话机拨号键“1”，以将存贮在电话机中的BP机号码自动拨发出去，当系统收到传呼台的回音信号后，报警系统又自动拨出一个“111111”的告警标志数字信息，然后自动挂机。拨发告警标志数字信息是为了区别报警传呼和普通传呼。

　　整个系统可以和电话机一起设计使用，把它装在电话机内可使普通电话机具有自动报警功能。也可以将报警系统单独设计，而在电话机上留下一个接口，这样报警系统则作为一个单独的附件。当然也可对现有家中的电话机进行改装，再加入报警系统。

3报警系统程序设计
　　
　　系统程序的设计并不复杂，主要是控制5个继电器的适时工作，即控制P1．0～P1．2、P1．4和P1．5电平的高低。主程序的流程框图如图3所示。该程序包括6个延时子程序。这6个延迟子程序的功能如下：DL0（延时400ms）用于按键接通；DL1（延时800ms）与DL2（延时1．2s）用于按键接通之间的间隔；DL3（延时2．8s）是由10（或11）位电话号码的快速发号时间确定的，双音频电话的单频持续时间为120ms，位间隔时间为108ms，10位号码的持续时间为120×10＋108×9＝2．172s（11位为2．4s），这里取2．8s，以保证单片机开始判断时拨号已结束，从而有效防止判断错误；DL4（延时9s）是由拨号结束到收到传呼回音所需的时间决定的，当发完BP机号码后，约8s后可以收到传呼台的回音信号，所以取9～10s即可保证收到传呼台的回音信号。当收到传呼台的回音后，系统自动发出告警标志数字信息“111111”后挂机（断开J4的触点）；DL5（延时25ms）用于按键去抖动，以防止虚报警。实验程序清单如下：

 

 

4系统应用
　　
　　该系统在实验时，使用的是HA8868（Ⅲ）P／TSD型电话机，该机可以存贮10个号长为16位的电话号码，存贮单元的地址由相应的地址数字键1～10确定。首先按要求将试验样机与电话机连接，即继电器J1接提取地址键“RECALL”，J2与存贮单元地址键“1”连接，J4与电话机的“HANDFREE”键或话柄的触点连接（与话柄连接见图4）。然后将待拨发的BP机自动传呼的号码（如本人的BP机号码）存入电话机，并选定地址数字键“1”。同时，用仿真线将取样与MCS－51仿真器连接。这样，可以先试验5个继电器工作是否正常。当确定工作正常时，将实验程序输入到仿真器中运行程序，并按下触发报警开关K，若BP机能收到含有数字信息“111111”和电话机的号码时，说明报警系统工作正常。否则再检查硬件线路和实验程序是否有错误。

　　在图4中，线1、2、3表示电话机电路板上与话柄触点（K）1、2、3对应的连接导线。当话柄放下时，电键K的1、2接通，2、3断开；当话柄提起时，电键K的1、3接通，1、2断开。按照图4的接法，当有报警信号时，继电器J4的引脚1和8的控制电压为0V，引脚2、3接通，2、4断开，对电话没有影响。当有报警信号时，虽然电键K的1、2接通（因话柄处于放下状态），但因继电器J4的引脚1、8的控制电路为2．9V而使引脚2、4接通，即导线1、3接通，继电器引脚2、3断开，即导线1、2断开，使电话机与话柄提起的状态等效，可进行拨号。从以上分析知，接上继电器后，不仅对电话机的正常使用没有影响，且可以完成拨打BP机号码报警。最后说明一下图2中报警触发开关K的触发问题，触发开关可使用一般的弹簧触发开关，当盗贼入屋后，往往先剪断电话线，这将使系统无法工作。为此可以使用超声波探测器（或红外探测器）来做实验，即盗贼入屋后，超声波探测器便产生信号去控制报警触发开关K，随后，系统便在极短时间内报警而使盗贼来不及剪断电话线。