智能电话报警系统的拨号与信号检测电路设计

2017-08-18 82 0

本智能报警系统充分利用现有电话网络进行设计,利用电话键盘操作电路、振铃识别电路、异地留言电路、自动识别主被叫摘挂机电路、双音频拨号(自振铃)电路等,解决报警不及时、漏报、误报等问题,并能提高电话接通率,主要用于家庭、店铺、办公室及具有贵重物品场所的防盗报警。

一、智能电话报警器硬件设计

1. 拨号电路

拨号电路采用 HT9170 和 HT9200A 分别作为双音多频(DTMF)信号接收器和发生器。自动拨号芯片采用串行式 DTMF 拨号芯片 HT9200A,接收 CPU 送入的电话号码并向电话线送出双音多频信号,以使主叫和被叫用户之间建立连接。HT9200A 的每一种输出频率由 5 位(D4~D0)不同的位码组合决定:当片选信号 CE 为低电平时,CPU 通过 P0.5 口向 HT9200A 的数据输入端 DATA 串行输入 5 位编码,在 CLK 的下降沿将数据锁存,并从输出端 DTMF 通过模拟开关向电话线输送 DTMF 音调的拨号信号。

信号发生器 HT9200A:HT9200A 是一种串行式 DTMF 信号发生器,具有良好的温度适应性,其工作温度范围为 −20~+70 ℃,采用 8 引脚 DIP 或 SOP 封装。

信号接收器 HT9170:HT9170 集成了数字解码器和带滤波器功能的双音频 DTMF 接收器,可工作在掉电模式和抑制模式下;它采用数字化计算方法识别,将 16 种 DTMF 音频解码后转化为 4 位代码输出;高精度的转换电容滤波器将音频 DTMF 信号分离为低频信号和高频信号,自带拨号音频阻波电路可省去前置滤波器所需的阻波电路。

2. 自动摘挂机电路

自动摘挂机电路如图 1 所示,由三极管反相放大电路和继电器组成。系统检测信号电平为 0~3.5 V:当系统检测到报警信号时,主控系统使 PICK 变为高电平,三极管导通、继电器吸合、K1 接通,系统自动摘机;当用户执行完命令操作之后(如向外报警过程完成后),主控系统给 PICK 一个低电平,三极管截止、继电器释放、开关 K1 断开,自动挂机。

智能电话报警系统的拨号与信号检测电路设计

图 1 自动摘挂机电路

3. 信号音检测电路

电话系统拨号音、回铃音和忙音的音源频率平均为 450 Hz(±25 Hz),只是断续比不同,且在时间上有明显差异(拨号音为 450±25 Hz 连续信号,忙音为 0.35 s 通、0.35 s 断,回铃音为 1 s 通、4 s 断),故信号音为模拟信号,信号音检测电路需完成模拟量到数字量的转换,电路如图 2 所示。

智能电话报警系统的拨号与信号检测电路设计

图 2 信号检测电路

电路采用光电耦合器检测信号,电阻 R1、R2 用于分压,R3、D 用于分流,各元件的参数如图中标注。信号经光耦后输出负脉冲信号,输出采用带施密特触发的反相器 74LS19 进行信号处理,转变成数字信号,供主控系统计数。

计数时间为 5 s:拨号音的计数下限为(450 − 25)×5 = 2125、计数上限为(450 + 25)×5 = 2375,即计数范围为 2125~2375;同理,忙音的计数范围为 1041~1212,回铃音的计数范围为 425~475,无信号音的计数值应为 0。故系统采用不同信号音相邻计数界限的中间值来区分不同的信号音。

4. 报警信号探测电路

报警信号探测电路如图 3 所示。本系统选用 AMN 型热释电红外传感器进行探测,用性能较好的 OP-07 放大信号,采用单电源供电,放大倍数设为 10(Au = R2/R1 = 10):当有人进入其探测范围时,传感器的 2 号管脚输出正向电平,经放大后产生报警启动信号送主控制电路。

智能电话报警系统的拨号与信号检测电路设计

图 3 报警信号探测电路

本报警器具有自动、快速、准确的特点:当警情发生时,能够自动拨打 110,对方摘机后自动播放已录制好的语音报警内容;若遇到对方占线,能自动摘挂机,并能按照拨号、检测、放音的顺序自动循环。

智能电话报警系统的拨号与信号检测电路设计

图 4 系统电路

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