89S51单片机智能语音拨号报警系统

2018-01-14 20:18:52编辑:什么鱼 关键字:89S51  单片机  智能语音  拨号报警系统

电话自动报警的主要功能为: 用户根据需要把自己的手机号码、办公室电话或报警监控中心的电话预存入报警主机。报警主机不断地对所监控的设备( 门禁、烟雾探测器、窗磁、摄像头等) 状况进行巡检, 当有不安全情况( 如火灾、非法入室、视频丢失等) 发生时, 报警主机拨通预先存入的电话号码, 播放相应的警情语音。若电话占线或者无人接听,可拨下一个预存的电话号码, 如果所有预存的电话都占线或者无人接听, 则会自动把所有的预存电话重拨一遍, 保证了报警的有效性和可靠性。

 

1 系统组成和工作原理
    系统组成框图如图1 所示。采用AT89C51 单片机 作为控制核心, 外接E2PROM 用于存储电话号码、设置参数( 定时布/撤防、联动、视频等) 以及警情信息等。当AT89C51单片机实时巡检到新的警情信号( 防区故障、视频丢失、主电断电或上位机死机) 时, 报警主机就会自动进行警情处理( 声光报警、启动相应联动、记录警情以及拨号报警等) 。
    拨号报警的工作原理如下: 
    系统自动地控制摘/挂机电路模拟摘机, 同时AT89C51 单片机 通过可编程并行接口8255 将MT8880 置为呼叫模式, 检测是否有拨号音。若有拨号音, 则将MT8880 设为突发方式, 并按用户预设的电话号码自动拨号。拨完电话号码以后立即检测对方是否摘机, 一旦检测到对方摘机, 就启动语音提示电路发送与警情相一致的语音信息, 完成自动拨号报警。
  

2 硬件设计
2.1 警情采集电路
    信号采集电路由16 路防区输入信号采集电路和16路视频丢失检测采集电路组成。16 路防区输入信号采集电路如图2 所示。采集电路通过一片可编程并行接口芯片8255 与AT89C51 单片机 的P0 口接口, 而16 路防区输入信号则通过光电隔离后与8255 的PA 口和PB 口相接。PA 口和PB 口均设为输入口, 这16 个输入口分别对应16 路探测器的输入。系统通过采集8255 的PA、PB口的数据来判断是否有警情产生。
  
    16 路视频丢失检测采集电路如图3 所示。该电路首先通过一片16 路模拟开关芯片CD4067 进行视频通路选择, 随后经过视频信号检测电路, 最后再与AT89C51 单片机 的P1.3 口相接。系统首先将视频通路号送给模拟开关CD4067, 然后将采集的数据送给P1.3口, 来判断视频是否丢失。
  
2.2 DTMF 发送接收电路MT8880 与AT89C51 及语音电路的接口
    MT8880 是MITEL 公司推出的专门用于处理DTMF 信号的专用集成电路芯片, 不仅具有接收和发送DTMF信号的自动拨号功能, 还可以检测电话干线上拨号音、回铃音和忙音等信号音。适合与 单片机 接口, 外围电路简单。
    MT8880 内部有五个寄存器, 分别为接收数据寄存器、发送数据寄存器、收发控制寄存器CRA 和CRB 以及收发状态寄存器。在本设计中, 由于仅采用发送数据寄存器、收发控制寄存器CRA 和CRB 发送DTMF 信号实现自动拨号功能, 因此在此仅介绍这三个寄存器。发送数据寄存器中的数据决定要发送的双音频信号的频率, 因此只能向发送数据寄存器写入数据。两个收发控制寄存器占用同一个地址, 因此根据CRA 中的寄存器选择位的值决定是否对CRB 进行操作。其接口电路如图4 所示。
    ISD1420 语音芯片采用直接模拟存储技术, 且录放音质极好, 并有一定的混响效果; 它的外围元件简单, 仅需简单的阻、容器件即可组成简单的录、放音电路; 无需后备电源, 信息存储时间长, 不需要专用的编程器及语音开发器; 具有较强的选址能力, 可把存储器分成160段来管理, 形成最小的录放时间为125ms。其接口电路图如图4 所示。
  
    语音分段方法: 地址输入端A0~A7 由低位向高位排列, 每位地址代表125ms 的寻址, 160 个地址覆盖20s 的语音范围( 160×0.125s=20s ) , 录音及放音功能均从设定的起始地址开始, 录音结束由停止操作决定, 芯片内部在该段的结束位置自动插入结束标志( EOM) ; 而放音时遇到EOM 标志即自动停止放音。在本设计中, 因需要四段报警提示语音, 因此在设计时均将每段语音设为5s,其起始地址分别为00000000B、00101000B、01010000B、01111000B, 由这四段起始地址可以看出A7、A2、A1 和A0 均为0, 因此将其接地。

3 软件设计
3.1 信号音的识别方法
    系统在巡检到警情信号后就模拟摘机。为了识别模拟摘机后电话系统是否处于可拨号的状态、电话拨完号码后电话是否接通以及对方是否摘机接听电话等几种状态, 系统必须进行信号音的识别。为了识别信号音, 必须知道各种信号音的特性。各种信号音特性如下:

  • 拨号音: 450±25Hz 连续蜂音;

  • 忙音: 0.35s 断0.35s 通的450±25Hz 蜂音, 音断周期为0.7s ;

  • 回铃音: 4s 断1s 通的450±25Hz 蜂音, 音断周期为5s。

    这些电话信号均是模拟信号, 然而 单片机 是无法识别模拟信号的, 故必须先将模拟信号转换为脉冲信号,然后再根据脉冲信号的脉冲个数进行识别。这些电话音频信号的脉冲个数可用下式计算:
N=tm/T
式中, N 为每音段周期的脉冲个数; T 为电话音频信号的音频周期, 单位为s ; tm 为信号音断周期的通时间, 单位为s。
    在实际使用中, 主要需要识别拨号音、忙音和回铃音。分析这三种信号的特性可以看出, 在一定的计数时间内, 其脉冲个数是不一样的。在设计之初, 考虑采用5s 为一个计数单位来判断这三种信号音, 但通过实际的调试发现: 当对方摘机时, 要等待一段时间才能听到报警语音。通过反复研究及调试, 最终采用2s 计数判断拨号音, 采用2.8s ( 即4 个忙音周期) 判断是否为忙音, 若否则代表电话拨通了。随后采用1s 为一个计数单元, 采用计五次后的累加脉冲数来判断对方是否接听电话。若有, 则放相应的报警提示语音; 否则再计1s , 然后计算最后5s 内的脉冲数, 再次判断对方是否摘机。如此反复, 直到超过等待时间仍没有人接听电话就挂机。由于干扰和一些其他因素的存在, 难免会有误判的现象而导致漏报警情。因此采取在所有预先设定的电话至少有一个拨通就只拨一遍, 如果全部没拨通或者没人接听则把所有预存电话重拨一边, 这样漏报报警的概率就非常低以致可忽略不计。

3.2 软件设置
    自动拨号程序的流程图如图5 所示。下面是自动拨号的部分程序 。
AUTOCALL: CLR P1.2 ;模拟摘机
MOV A,#5DH ;允许信号音输出, 下一次为写控制寄存器CRB
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRA
MOV A,#51H ;MT8880 置为突发模式
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRB
MOV A,#56H ;MT8880 置为呼叫模式
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRA
LCALL DELAY
LCALL AUTOY ;调用信号音判别子程序, 看是否有拨号音
MOV A,#5DH ;允许信号音输出, 下一次为写控制寄存器CRB
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRA
MOV A,#50H ;MT8880 置为突发模式
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRB
…… ;拨电话号码
MOV A,#56H ;MT8880 置为呼叫模式
MOV X @DPTR,A ;写控制寄存器CRA
LCALL AUTOY ;调用信号音判别子程序, 看是否有回铃音
LCALL AUTOY ;调用信号音判别子程序, 看对方是否摘机
SETB P1.2 ;模拟挂机

3.3 编程过程中应注意的几点
    首先, MT8880 的DTMF 产生器是发送部分的主体,它产生全部十六种失真小、精度高的标准双音频信号,这些频率均由3.579545MHz 晶体振荡器分频产生。电路由数字频率合成器、行/ 列可编程分频器、开关电容式D/A变换器组成。行和列单音正弦波经混合、滤波后产生双音频信号。通过DTMF 编解码表把编码数据写入MT8880 发送寄存器产生单独的fLOW 和fHIGH, 一旦编码错误就会导致拨号失败, 故在编程过程中要十分小心。其编解码表见MT8880 的Datasheet 。
    其次, 在摘机后应延时一段时间再去判断摘机音,因为本系统采用机械继电器实现自动摘机, 故应考虑继电器的响应时间。
    最后, 一个电话号码拨完后不能立即拨下一个电话号码, 应保证挂机的最短有效时间以确保前一电话号码确实已挂机, 否则拨下一个电话号码时会没有拨号音。
    本系统配置灵活, 可以有效、快速地应用于对安防要求比较高的场合。例如: 对不需要监视视频丢失的场合, 可以不配置视频监测盒; 而对智能小区、医院等, 可以通过RS485 总线将一台DVR ( Digital Video Recorder )主机、一套报警监控软件和多台报警主机组合到一起,构成一个网络型智能监控系统。
    本报警系统具有价格低廉、操作简便、通讯速度快、可靠性高和误报率低的优点。


关键字:89S51  单片机  智能语音  拨号报警系统

来源: eefocus 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_2018011437344.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:51单片机来做的PWM来无级调光程序
下一篇:89C51串并转换驱动数码管示例程序

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

C51、STM32和S3C2440中断体系的比较

/* 名称:C51、STM32和S3C2440中断体系的比较 说明:对于这三个芯片的中断体系来说,就我目前了解的, 我说:差不多。这里说的差不多,是中断的本质上差不多,都是首先中断源提出申请(比如触发了外部中断,定时器中断等),然后经过中断源屏蔽寄存器,再然后中断优先级的比较,最后CPU相应中断。(我去,这好像又回到了计算机组成原理啊)。不同的是细节,C51作为低级一点的芯片,其中断少,中断能达到的功能也少,相对来说较为简单些(无论是设计还是具体使用)。而STM32和S3C2440来说,其提供的功能较多,设计起来和使用起来要复杂的多(使用的时候得配置好多好多寄存器)。目前总结的,差不多就是这些吧。*/
发表于 2018-07-21 14:40:54

S3C2440学习之GPIO按键控制LED灯

/* 名称:S3C2440学习之GPIO按键控制LED灯 说明:这是实验2440GPIO的输入功能。基本的流程和51单片机开发的差不多。都是对GPIO端口寄存器的控制不同的是,51单片机可以直接对进行位控制,而2440中GPIO只能对32位的寄存器进行写入或者读出。这样的话,对于有些逻辑操作要稍微复杂点。还有个不同的是,无论是STM32还是51在进行IO按键输入的时候,都需要进行按键消抖,在这里却没又体现出来按键消抖,这是为什么呢?据我了解是这样,在进行51和STM32实验的时候,按键控制的是数码管(数字增加,降低),所以按键的机械抖动会给数码管数字的变化带来显著的影响。在这里是按键控制led灯的亮和灭
发表于 2018-07-21 11:58:46

恩智浦半导体发布S32S多核微控制单元 符合自动驾驶Asil-D安全要求

)可同时支持私有、公共密钥,还提供先进的电动机控制外围设备,提供内置的点击控制软件库。此外,其提供的外围设备互联(PCIe)接口适用于ADAS域的监控应用。此外,S32S平台还提供数款软件和工具,包括:Autosar控制器抽象层(MCAL)及操作系统、安全固件及恩智浦半导体Greenbox电气化平台等安全软件研发套件(safety SDK)。此外,S32S的样品将于2018年第四季度提供。(本文图片选自can-newsletter.org)
发表于 2018-07-18 17:09:00
恩智浦半导体发布S32S多核微控制单元 符合自动驾驶Asil-D安全要求

S3C2440 Linux下的I2C驱动以及I2C体系下对EEPROM进行读写操作

的I2C驱动子系统,相对硬件来说肯定必须得先有驱动。有了驱动从设备才能有效工作,才能软性的帮助适配器操控从设备工作。所以对于S3C2440开发板我们要知道: (1)2440中的I2C控制器(i2c-s3c2410)有一个驱动(s3c2440中的I2C适配器驱动基于platform实现)。这个用来操作控制器来产生特定的I2C的时序信号,来发送数据和接收数据。也就是让适配器工作。(2)挂接在I2C总线上的从设备AT24C02(e2prom)为例,它也有一个驱动,这个用来操作读写我们的芯片,读取和存放具体获得的数据。在Linux系统中,上述的两个驱动,第一个属于I2C总线驱动,第二个属于I2C设备
发表于 2018-07-15 22:30:09

三星Galaxy S10+传言:两枚前置摄像头

三星在今年带来了可变光圈的Galaxy S9,这是智能手机相机的一项创新,而这在以前是不存在的。然而,华为对市场竞争依赖于三个摄像头,又或者LG依赖广角镜头。三星可能会在2019年用Galaxy S10系列将智能手机中的所有东西联合起来。三星Galaxy S10将于明年发布(图片来自All About Samsung)  据TheBell报道,三星Galaxy S10+除了后置的三颗摄像头,前置摄像头也会增加到两颗。不过,另外两款型号,直屏S10和曲面小屏S10依然和S9一样,都为单摄。  双摄像头可以获得更好的自拍和美颜效果,同时还会提供服务AR/VR场景应用等。三星Galaxy S10将+或搭载两枚前置镜头(图片来自All
发表于 2018-07-10 12:49:55
三星Galaxy S10+传言:两枚前置摄像头

三星S10或配备TOF面部识别,支持眼球追踪

继苹果iPhone X之后,国内厂商接连在自家旗舰上实现了3D结构光技术,并开始展示基于TOF(飞行时间)技术的原型机。三星的3D面部解锁机型最近也开始浮出水面。  早在2014年,三星就向美国专利局提交了有关3D面部识别的专利,该技术基于TOF(飞行时间),并加入NIR近红外传感器和传统RGB传感器,以及用于获取反射光源的接收器。从而实现3D面部识别的功能。  业内消息称,该技术很可能会运用在三星下代旗舰Galaxy S10身上,在实现面部识别的同时,还能进行运动追踪、手势检测、眼球追踪和低光识别等功能。  面对国内厂商的追赶,三星S10需要在技术上有亮眼之处,更高的屏占比表现自然就少不了了。感兴趣的小伙伴不妨期待一下明年2月份
发表于 2018-07-09 08:40:28
三星S10或配备TOF面部识别,支持眼球追踪

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved