基于单片机技术的室内报警器的设计

　　随着社会经济的日益发展，防盗成了人们越来越关心的问题。铁门铁窗等已经不能给人们带来太多的安全感，社会对报警器材的需求日益迫切。智能报警系统，是以保障安全为目的建立起来的技术防范系统。他包括以现代物理和电子技术及时发现侵进入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯以及提醒值班人员采取恰当的防范措施。本文以声音传感器和红外传感器为探头简单设计了一个适合办公室、仓库、商店及学校机房的室内防盗器。

1 硬件构成

　　报警器硬件部分如图1所示的8个基本部件组成，可分为2个模块。其中，传感器、信号调制电路和A／D转换电路组成信号采集模块。机房中的声音和红外线信号通过传感器转换为电信号，在信号调制电路中将信号放大，滤波，再经A／D转换电路将模拟信号转换为数字信号。另一个模块是报警器主体模块，由单片机和声光报警系统、GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路组成。单片机控制实现声光报警功能。GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路与单片机一起实现报警器经Modem与学校网络值班中心的通信，使有关工作人员能够对机房的情况及时发现和处理。

1.1 声音、光电信号采集模块

　　因为偷盗行为一般发生在夜晚，所以防盗系统通常使针对夜晚设计，在本设计中选择把房内的声音和红外线作为采集信号，所以用集成声音传感器PS－2109和红外传感器BH用作采集系统的敏感元件。

　　夜晚的房内应该是非常安静的，设置一个噪音最高分贝(一般在30～40 dB之间)，一旦机房的噪音超过预设的底限，声音传感器就会发出信号。当有人或其他动物进入室内时，就会产生红外线，红外线传感器也会发出信号。

　　数据采集模块的电路图如图2所示，A／D转换电路采用常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，声音、红外线传感器的输出端分别接到ADC0809的IN0和IN1。由图2可知ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0.0～P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7＝0时，与写信号WR共同选通ADC0809。图2中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。例如，当输出地址为7FF8H即可选通通道IN0，实现对声音传感器输出的模拟量进行转换；输出地址7FF9H即可选通道IN1，实现对红外线传感器输出的模拟量进行转换。图2中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A／D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。

1.2 报警器主体模块

　　声光报警电路由单片机P3.7口控制，输出报警信号(高低电平间隔1 s的脉冲信号)，驱动声光报警电路，直至按复位键RESET和开关键。

　　声光报警电路由555定时器、扬声器和普通发光二极管组成，电路图如图3所示。

　　其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压出入端5脚与单片机AT89C51的P3.7端相连，受P3.7脚输出的脉冲信号控制。由电容C4的充冲放电作用，当P3.7＝1时，555输出脉冲的振荡频率较低，当P3.7＝0时，555输出脉冲的振荡频率较高。该脉冲信号经隔置电容C2加到扬声器上，扬声器将发出高、低交替的2种叫声，同时P3.7脚输出的高低电平间隔1 s的脉冲信号经电阻R1加到发光二极管LED上，LED将闪烁发光，达到声光同时报警的效果。

　　当报警器检测到房内的异常信息后，除了在电脑室现场产生声光报警信号外，还需要将现场信息通知到值班人员。为此，系统设计了单片机与Modem通讯模块，该模块由单片机、GM16C550串行端口扩展芯片和RS 232电平转换电路组成。

2 程序设计部分

　　监控程序流程图如图4所示。系统复位后，首先要进行初始化，包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。

　　数据采集部分的程序设计包括：驱动ADC0809的输入端IN0和IN1进行A／D转换，分别由子程序ADC1(噪声控制)和ADC2(光电信号转换)完成；

　　单片机接收转换好的数据，存入指定存储单元，由INT1中断服务程序完成。每次驱动A／D转换后等待外部中断1，中断到来说明A／D转换已经完成，通过中断服务程序读取转换得到的数据。

3 结 语

　　该室内防盗的自动报警系统的特点为：能对室内声音和可疑物体入侵等突变进行报警；如果出现硬件故障(如传感器遗落、内部元器件损坏等)，能发出故障报警；如果只有一种参数出现异常(如噪声过大或是红外线传感器检测到异常信号)，能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理；如果声音传感器和红外传感器同时送出异常信号，则说明有盗情，发出失窃警报，并及时将这些信息报到值班室。