基于DTMF的小区家庭监控系统

基于DTMF的小区家庭监控系统
摘要：小区的安全问题正在日益受到人们的广泛关注，尤其是家庭财产的安全问题；但是社会上能够满足人们的较高要求的监控系统并不多见，基于DTMF 的小区家庭监控系统能够很好解决这一问题；此系统功能包括：自动拨号报警，语音报警，可远程遥控功能，自动电源切换功能，紧急报警求助功能，远程监听与紧急报警等功能。

关键词：DTMF编解码、热释传感器、门磁传感器、远程遥控、小区家庭监控等。

一、系统功能的分析：
从市场上来看，市场上目前的有关小区家庭监控系统的设计方案，存在着人性化不强、报警准确性低、监控手段单一、不能远程报警、抗破坏能力差等一些不可忽视的问题，针对存在的这些问题，经过仔细和认真的分析，研究了一套更加有效的监控方案。

1、系统主要功能如下：
⑴采用单片机作为中央处理器，性能稳定，工作可靠。

⑵出现警情时可以提供两种报警方式：现场警笛报警和静音，并能立即自动
按顺序拨打6组报警电话号码，遇到忙音自动追拨，直到拨通设定的电话。

⑶采用语音报警，例如：这是XX楼XX号，有人侵入！请立即来人。

可以
使接到报警电话的主人一目了然，立即明白情况，并可以监听现场。

⑷可远程遥控功能，当用户拨打和报警器主机连接的固定电话号码时，在振铃6声无人接听后，主机自动摘机，语音提示，用户可以立即输入四位的密码，正确后可进行远程遥控操作：
①远程布防。

②远程撤防。

③远程紧急报警。

④远程解除报警。

⑤远程监听。

⑸主机内部配备后备可充电电池，可以确保在停电时自动切换到备用电池上继续工作，抗破坏能力强。

⑹具有紧急报警求助功能，不管主机是在设防还是解防状态，只要按下紧急求助按钮1秒钟以上，就能立即发出高响度报警声音，并且拨打预先存储的报警电话号码，必须经过正确操作才能解除报警。

⑺门禁系统采用非接触识别系统，必须有正确的电子识别钥匙才能打开门锁，否则作为非法侵入予以报警。

⑻报警传感器（热释传感器）：
热释电人体传感器：在监控区空间可探测到非法活动人体，并报警。

门磁位移传感器：盗贼撬开或通过装有门磁位移传感器的门窗时，并报警。

⑼通讯链路可选用：无线方式。

⑽小区报警功能：报警电话可设5组。

第一组为小区报警电话（号码为0，则无小区报警），语音提示为：这是XX楼XX号，有人侵入！请立即来人。

第二到五组为相关人报警电话，语音提示为：有人侵入！请立即来人。

2、系统的模拟图：
给值班室报警时，通过电话线送出标识码，并将监听声音送至计算机，通过录音机录下现场声音，并在显示器上显示出所在位置。

模拟图如下：
三、工作流程：
主机处于设防状态时，当无线人体热释电传感器检测到人，或者无线门磁检测到门被打开时，探测器会立即发出无线报警信号，主机接收信号到会立即现场报警，并自动拨打多组报警号码报警,主人听清报警留言后可以按电话机的“＃”键确认报警成功，这时主机会停止报警。

系统可进行远程控制,必须远程登陆。

用户可用手机或异地电话拨打与主机并接的电话,当听到6次电话回铃音之后,主机会自动摘机,送出“请输入密码”的提示音，用户应快速输入预先设置的密码,若密码校验成功，则可以进行远程设
置。

四、系统的设计：
1、热释传感器的设计：热释电红外传感器是一种新型敏感元件，由高热电系数材料，配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。

它能以非接触方式检测出来自人体发出的红外辐射，将其转化为电信号输出，并可有效抑制人体辐射波长以外的干扰辐射，如阳光、灯光及其反射光。

热释电红外开关BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关。

是一种高科技产品特别适用于企业，宾馆，商场及家庭的过道，走廊等敏感区域或用于安全区域的自动灯光，照明和报警系统。

2、门磁原理图的设计：主要利用单簧管遇磁接通的功能，当接入12V 直流电压可以正常工作，使永磁铁接触装有单簧管的一侧，把单簧管移开指示传感器有信号输出的绿色发光二极管发光。

当永磁体和干簧管靠得很近时（小于5毫米），门磁传感器处于工作守候状态，当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立即发出报警信号。

3、DTMF编解码：
（1）译码器特点：DTMF接收器采用MT8888双音频解码器。

MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF 信号。

接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。

MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。

（2）MT8888芯片与引脚：
下图是MT8888的芯片介绍和引脚说明：
IN+：运放同相输入端；MT8888
IN-：运放反相输入端；
GS：运放输出端；
VREF：基准电压输出端，
电压值为VDD/2；
Vss：接地端；
OSC1：振荡器输入端；
OSC2：振荡器输出端；
TONE：DTMF信号输出端；
WR：写控制端，低电平有效，与TTL兼容；
CS：片选端，低电平有效；
RSO：存储器选择输入端，与TTL兼容；
RD：读控制端，低电平有效，与TTL兼容；
IRQ/CP：中断信号请求端；
D0～D3：数据总线，在CS=1或RD=1时处于高阻状态，与TTL电平兼容。

Est：初始控制输出端；
St/GT：控制输入/时间检测输出；
VDD：+5V电源端。

（3）MT8888的内部结构图：
MT8888的内部结构图
MT8888内部由收发电路、振荡器和电源偏置电路组成。

收码电路包括信号放大、拨号音抑制滤波、输入信号的高低频带通滤波、译码及锁存等功能；发码电路包括数据锁存、行列计数D/A转换和混频等功能。

MT8888内部有两个数据寄存器，一个是只执行读操作的接收数据寄存器RDR；另一个是只执行写操作的发送数据寄存器TDR。

MT8888在发送信号时可提供在种工作模式，即DTMF械、突发模式、CP模式。

这三种工作模式均可通过寄存器进行设置，
（4）MT8888的应用电路：
MT8888的典型应用电路
MT8888的外围电路非常简单，与微机接口也很方便，通过改变R2可调节输入信号的增益。

这个外围电路是MT8888的典型应用电路，我们可以借鉴此电路来完成我们的设计任务。

(5)寄存器与控制
MT8888内部有两个数据寄存器，一个是只执行读操作的接收数据寄存器RDR；另一个是只执行写操作的发送数据寄存器TDR。

另外，MT8888中还有两个4位的收、发控制寄存器CRA和CRB。

对CRB的操作就是通过CRA中的一个特定位来操作的，因此编程中应对其进行初始化；而MT8888中的4位状态寄存器SR则用来反映收、发信号的工作状态。

寄存器的选择与操作由RS0及WR和RD口线来控制，控制功能如表1所列。

表1 寄存器控制功能表
MT8888在发送信号时可提供在种工作模式，即DTMF械、突发模式、CP模式。

这三种工作模式均可通过寄存器进行设置，各寄存器的功能见表2和表3所列。

表2 控制寄存器功能表
4、系统软件设计：为了保证系统的可靠运行，必须要有良好的软件相配合，而且要有友好的人机对话功能，鉴于以上要求，该系统软件部分主要由主程序、中断子程序、延时子程序、提示音产生子程序，设置子程序，报警子程序等几大程序模块组成。

要使系统更具人性化，就应该有好的管理软件，具有良好的人机对话功能。

典型的工作界面如图所示：
（1）.系统软件流程图：
主程序流程图：可以实现系统所要实现的功能
（2）.系统本地设置的程序流程图：在与外部电话线断开的情况下，使用家中的电话，按说明拨打一系列号码，即可实现对自己报警号码的设置和报警方式的设置，还可以存储自己的楼号、单元号和房间号，便于报警时告知监控室。

另外，用户还可设置自己远程设置时需要输入的密码。

（3）.远程设置程序流程图：远程设置是指用户不在家中，拨打自己家的电话，六声振铃无人接听后，用户板自动摘机并提示用户输入密码，密码输入有两次机会。

在密码输入正确后，系统提示用户进行远程控制。

五、结论：
基于DTMF的小区家庭监控系统能够适合时代发展的需要，能够便捷的维护人们的财产安全，未来一定能够得到广泛的应用。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。