为了完成对家居环境安全情况实时的监控以及在发生警情时能主动拨号进行语音提示或发送报警短信， 规划了一种依据GPRS的嵌入式电话报警体系。该体系以SoC( 在片体系) 单片机C8501F020 为操控与处理中心， 并使用2. 4 GHz 数字无线传输技能衔接传感器， 接纳传感器收集的信号， 对周围环境进行监控。一起， 该体系结合GPRS短信功用和固定电话网络， 完成报警信息的牢靠传递和长途操控。体系还规划了终端界面， 可便利用户进行体系设置暗码或预置报警电话号码， 以及生成和查询体系报警日志。
报警体系作为智能家居的一个重要组成部分， 正在日常日子中起着越来越重要的效果。当今常用的报警体系都是通过单片机操控固定电话网络传输警情， 稳定性和牢靠性都比较低， 并且人机交互困难， 操作杂乱， 这就直接削弱了它在实际日子中的使用价值， 所以报警体系急需进行规划计划的改进和优化， 以推动其开展 。
本文规划了一种以增强型单片机为操控中心， 结合传感技能、数字无线技能、GSM 移动通讯网络、固定电话网络、嵌入式技能和计算机操控技能的智能报警体系。相对以往电话报警体系， 该体系以GPRS 短信功用补偿固定电话报警的缺点， 在功用上和性能上都进行了加强和完善， 进步了稳定性和牢靠性， 并且改进了人机交互接口， 简化用户办理体系时的操作。
1 体系概述
该体系选用增强型单片机作为体系的处理器， 进步体系作业的稳定性和牢靠性， 尽量减小体系的误报和漏报率。体系通过煤气、烟雾、门磁、红外、超声波等多路传感器的协同作业， 对环境的安全情况进行实时监测，并结合固定电话网络和GSM 网络， 完成火灾、盗情和各种紧急情况的语音报警和短信提示。该体系还为用户供给了易于操作的计算机终端界面， 下降用户办理与设置的操作杂乱度。此外， 体系还设有报警日志， 用户通过体系终端界面输入口令并验证成功后可选择日期检查当天体系报警日志， 在必定程度上完成了报警取证。体系主要有6 项详细功用：
( 1) 数字无线技能与传感技能结合， 实时监控家庭环境安全情况;
( 2) 中心操控器接纳到报警信号后， 通过固定电话网络主动拨打预置电话号码进行语音报警或通过GPRS 通讯模块发送短信提示;
( 3) 具有主动摘机和DT MF 解码功用， 用户能够拨打电话长途操控体系， 如： 报警预处理、免除体系报警监控;
( 4) 通过体系终端界面或体系键盘进行设置或修正暗码、预置或修正电话号码;
( 5) 记载和查询报警日志;
( 6) 断线检测功用， 主动检测体系到电话网络的衔接反常。
2 体系规划与完成计划
该体系以单片机C8051F020 最小体系为中心操控电路， 减小单片机的电磁辐射对数字无线电路形成的搅扰， 进步体系的稳定性。传感器组和数字无线收发模块组成环境监控电路， 监测环境安全情况。GPRS 通讯模块和DT MF 双音多频编解码电路组成体系的报警信息传输通道。GPRS 通讯模块通过GSM 网络， 向用户手机发送短信， 传递报警信息。DT MF 双音多频编解码电路通过固定电话网络完成主动拨号和长途操控。电话接口电路包含断线检测电路、振铃检测电路、主动摘机电路， 完成断线检测、振铃检测、主动摘机。语音电路则用于报警提示音存储和放音操控。图1 为体系总体规划框图。
图1 体系总体规划框图
2. 1 体系硬件规划
该体系主要由5 个硬件模块组成： 数字无线收发电路、GPRS 接口电路、DTMF 双音多频编解码电路、电话接口电路、语音电路。
2. 1. 1 数字无线收发电路
体系选用以nRF24L01 为中心的2. 4 GHz 半双工数字无线传输模块。nRF24L01 有6 根操控信号线，SPI 总线4 个引脚： CSN ( SPI 使能) 、SCK ( SPI 时钟) 、MOSI( 主出从入) 和MISO ( 主入从出) ; IRQ 为接受到数据后发生的中止信号， 供单片机查询; CE 为片选信号， 置低则敞开数据传输模块。MCU 通过SPI 串行总线来装备nRF24L01 的内部寄存器和进行数据收发。
在与传感器衔接的无线发射电路中， 警情发生时触发节点MCU 操控nRF24L01 数字无线传输模块发射本节点地址和收集到的报警信号; 在无线接纳电路中，C8051F020 直接与nRF24L01 进行通讯， 接纳传感器节点地址和报警信息， 通过辨认节点地址判别报警类别。
2. 1. 2 GPRS 模块接口电路
中心处理器接纳到传感器发送的报警信号后， 操控GPRS 通讯模块， 通过GSM 网络， 向用户手机终端发送短信进行报警提示。
单片机操控电路与GPRS 通讯模块通过UART 接口相连。可是， 因为GPRS 模块信号线上为12 V S232电平， 而单片机电平为3. 3 V, 所以有必要选用MAX3232进行电平转化。当报警时， 单片机通过串口将操控指令和短信内容发送到GPRS 通讯模块; GPRS 通讯模块辨认出操控指令， 依据短信内容向用户发送短信。
2. 1. 3 DTMF 双音多频编解码电路
DT MF 双音多频编解码电路主要由MT 8888 构成， 包含DTMF 编码电路、DTMF 解码电路和铃音辨认电路。编码电路完成主动拨号， 解码电路完成长途操控指令辨认。铃音辨认电路能正确进行拨号音、忙音、回铃音的辨认。
主动拨号时， 单片机将被叫号码发送到发送数据寄存器， 组成DTMF 信号， 经扩大后通过电话接口传输到电话网络中的程控交换机， 完成拨号。长途操控时， 长途DT MF 操控信号通过高频和低频滤波器滤波后， 再通过数字编码器编码， 得到相应操控指令的二进制编码， 存放于接纳数据寄存器， 一起在MT 8888 的IRQ 端口发生中止信号; 单片机呼应中止后， 读出接纳数据寄存器的数据， 辨认操控指令。铃音辨认时， 450 Hz 的正弦铃音信号从DTMF IN 端口输入， 通过一个中心频率为450 Hz、带宽为250 Hz 的滤波器， 假如信号落在滤波器的通带内， 则IRQ 端口输出同频率的方波。
