单片机的语音数字联网报警器的设计
Abstract
This paper design a method that use single chip computer and digital voice chip ISD1420 to realize remote voice alarm, gives out the hardware structure and software of system, Based on the single-chip microcomputer AT89C51, dial chip MT8880 and speech chip ISD1420,temperature sensor AD590 and gas sensor TGS202 are used, and the multi-sensors information processing method is adopted . Practice the enunciation, The single-chip microcomputer technique has the extensively applied foreground in system alarm and other automatic control realm.
This system can automatically to monitor the points which are acute to temperature. It can also send out alarm, show the points and record the occurring time when a fire has broke out.
Key words: MCU Transducer *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
Data Process Alarm一、引言
无线火灾传感器硬件和软件平台的设计对于整个系统的开发与应用至关重要,作为整个系统的底层支持,其必然向微型化、高度集成化、网络化、节能化、智能化的方向发展,近几年,随着计算机成本下降和微处理器体积缩小,开发和构造火灾智能无线报警系统将有广阔的应用前景。工程试验结果充分显示了技术的可行性和实现的有效性。随着智能楼宇技术应用的迅速发展,商业市场对火灾报警器的需求不断增长,目前主要使用的是智能型总线制分布式计算机系统的火灾报警系统,虽然在系统安装方面比过去大大方便,但仍然不能满足现代需要,其安装成本约占设备成本的33%~70%。而无线火灾报警系统能够满足目前要求,它具有安装容易、快捷、便宜、无需布线、对建筑物表面的最小破坏性、对功能变化的易适应性等特点。有关资料统计表明:凡是安装了火灾自动报警系统的场所,发生了火灾一股地说都能及早报警,不会酿成重大火灾。
虽然WSN(Wireless Sensor Networks)正处于完善的迅速发展时期,但并没有妨碍它在各领域的应用。德国、美国等发达国家对无线火灾自动报警系统的研究投入大量人力、财力。无线火灾自动报警系统是典型的多传感器的事件驱动型无线传感器网络WSN,但又具有其特殊要求。无线传感器网络(WSN)综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术,能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,处理后的信息通过无线方式发送,并以自组多跳(Self Organizing Hop)的网络方式传送给数据处理中心。WSN的应用前景十分广阔,在军事、工农业、环境监测,医疗护理、危险区域远程控制等领域都有潜在的应用价值,已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视。
我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程, 其智能化程度也越来越高。目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发, 他们采用集中区域报警控制方式, 系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位, 需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置, 因此,研制一种结构简单、价格低廉的语音数字联网火灾报警器是非常必要的。
本设计利用单片机8051和多传感器信息融合技术,完成语音报警的实用、可靠的单片机语音自动报警系统,着重讲述了该系统的组成形式及工作原理。本系统能自动完成对布测点检测,确认火警后能自动报警,并显示火情点,记录火灾发生时间。
二、系统硬件设计
(一)概述
硬件电路主要包括单片机电路,2路传感器报警信号电路,模数转换电路, 语音报警电路,震铃检测电路、模拟摘机和DTMF解调电路,以及主备电控制电路部分。
图1报警电路方框图
如图1所示, 报警器硬件由温度烟雾信号采集模块、声光报警模块以及单片机与收发码模块组成。图中1, 2, 3 组成数据采集模块, 4, 5 组成现场声光报警模块, 5,6组成远程报警模块。其中, 1 为传感器(包括烟感和温感) , 将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号;2为信号调理电路, 将传感器输出的电信号进行调理(放大、滤波等), 使之满足A/D 转换的要求; 3为A/D 转换电路, 完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光报警模块由单片机和报警电路组成, 由单片机控制实现不同的声光报警(异常报警、故障报警、火灾报警) 功能。单片机与远程报警模块由单片机、MT8880收发码电路组成, 实现远程报警。
(二)系统芯片和器件的选择
1.AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51 引脚配置
2.主要性能
4K字节可编程闪烁存储器
全静态工作:0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源可编程串行通道
与MCS-51 兼容
(三) 系统的硬件实现
1.系统功能及特点
本报警器的工作原理:当发现警情时,探测器将警报信号通过传感器接口送入单片机,单片机的报警中断程序开始运行,调用拨号子程序按照预置号码进行拨号。此时单片机控制MT8880 发送双音频信号拨号,并检测呼叫信号以判定是否可以调用语音模块进行语音报警。当没有警情时,可以通过另一部话机拨打本机,振铃检测电路将振铃音信号转换成TTL 信号传送给单片机,由单片机计数;当经过预设的振铃无人摘机时,系统就会自动摘机,调用远程设置子程序进行远程录音、查询警情等操作。
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