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摘要
& C9 I! E5 V5 Q8 A! C本系统以单片机为核心，用超声波传感器来( D5 t4 y2 _9 k0 u6 Q0 H
检测闯入监控范围内的物体，通过声音、灯光# _$ p' ]. R, K" P( T0 t, ?; F
及自动拨打电话实现自动报警，并且可以对;+ b' P" e" u0 A$ |
警情发生的时间进行记录。用户通过拨打电
0 \. y# N3 n2 i I% s; N话配合语音提示修改密码、报警电话号码、报3 }7 t* }* ?! r, E
警方式、系统时间及报警环境;或者也可以通
& [+ ^- M" [- _过键盘配合LCD在文字提示下修改这些参数。
* d4 E5 x' a2 j! Q此外还采取各种抗干扰措施、电子看门狗及
4 Q" B- u( \4 [2 |断电备用电源来提高系统工作的稳定性。
* w A! x. b3 W$ @4 {$ I/ r* a1 G8 q2 l
/ I9 W+ Z5 i# b. D
1
% ~) N' u: G( p" H6 N" \引言
- k; k# h9 D( h8 e" P随着人们生活水平的提高，各种防盗! _: g+ l. }9 h0 f7 P {
报警设备的应用已经越来越广泛。本文介3 e/ H6 t3 U" p
绍了一种超声波防盗报警系统，该系统将
7 @$ t8 _; a# `' D& F单片机的适时控制与超声波探测技术、传
' G3 ]4 S9 I6 f+ [5 b& M" g感器技术、语音技术与LCD显示进行了结8 c" k, K$ o& @2 A
合。首先用一个超声波发射探头发射一个 P- ? |2 d" v
40KHZ的超声波，再用一个超声波接收! d5 `! M) |/ x$ O% Y% H4 r
探头检测是否有回波，实现对监控范围内8 P" N4 A, ], X0 j: @" y/ `
不明物体的探测。, x W9 B9 }8 g. w+ l9 O+ Y2 v
2、工作原理* b: [& @- N9 |5 |. |* D
/ m( z( Z; ?; ^/ ^
本系统以单片机为核心。整个系统由
, P4 C# f; S0 i" E- q8 X单片机、超声波发射、超声波接收、振铃检
- h, `) s: l- s, @测、双音多频接收、双音多频发送、语音播
' [+ b4 C1 k/ ?# z" c7 k1 s放、声光报警、键盘、LCD显示、时钟系4 V8 z# k+ n6 ?9 W/ l1 p: m
统、看门狗、断电备用电源等电路构成。系/ q3 h7 ^. M1 [- S }) G2 }2 ~
统框图如图1所示。
$ c' y2 u5 S9 x `# t单片机通过编程产生- -个40KHZ的方
' L7 |/ ^0 @# D. N* U" b) x波,再经- -级驱动电路,控制超声波发射探" s" Z, v, ]/ D% x# t
头发射出超声波，如有障碍物，则发射回" C' c, W* s4 \6 w q
波，接收探头接收到回波，经滤波、放大、" f J' i2 ~/ z$ u5 _
包络检波、比较、整形送到单片机或者直接
9 y+ e8 l C( y$ n; _- s滤波、放大、比较、整形送到单片机。单片
0 M" c8 U' [" a8 `6 U机再通过双音多频发射电路自动拨打设定
- n/ r+ f- \* j% F8 G: g) M的号码,向电话另- -端的用户报警,也可同
$ {& z* l3 p5 t* q# _时控制胜、光报警。用户通过密码在显示或
: z& _; E/ \5 ?" V2 `语音提示下修改系统报警方式、自动报警" A' e, a" B% B% g5 ~; _* B# d& O
电话及密码。通过在本地的键盘或者通过
# E) X8 c8 J% J( E' l$ I; S5 @* ?远程拨通本系统的电话号码也可修改上述
2 Q% F' y \9 P- L" H参数(语音提示由语音录放控制电路提供1 G. G4 _% g) D! G8 v& D
并通过双音多频电路发送，显示由LCD完
# I7 O Y' z) A& r/ S成)。
' a1 p2 \& R1 e) t$ ]4 M3、硬件电路设计
; ~1 m1 F: U) p( ?3.1超声波的发射: i0 |& t. V; ^7 H0 F7 o' _/ {
由于超声波发射频率较高40KHz,单
# _/ h+ D, T( t: G, v片机振荡频率12MHz,使用单片机实现较为
- C% C# p/ N9 M. I g5 T; s8 [) Q
9 a' P- l- h" |' v4 B/ F困难，本设计通过反复调试，最后使用单, X; k6 V" U F4 I. o# {# g$ _8 z. e
片机内部定时器1的模式3，从单片机发4 A$ p7 ]! T4 D* ^5 z8 B: A, `
射出来的超声波驱动能力不够，因此要经
9 i. O, K/ }) d+ B% c% x1 g5 i4 ?- a+ c K过与非门增强驱动能力，从而实现了超声, v' l" {# ^5 a5 p9 I; R
波的发射。如图2所示。
) O- _( h2 _: E( }9 _3.2超声波的接收, N# r8 E: H/ Z& k f9 y6 }
超声波接收探头接收到回波后，先经
2 U+ n0 p) C) t5 w中心频率为40KHz的3阶带通滤波器滤除
/ l9 w0 S( m1 L+ X7 Y) G低频与高频干扰，再经电压放大器放大
9 _3 M U- X6 r6 u+ n& v% }110dB分两路输出。- -路经波形整形、电平4 v3 h# Y: Z1 J2 n, @4 A" e4 R
变换变换成单片机能处理的5V TTL电平
0 u# F1 N' E6 O, E另- -路经包络检波，将回波变化的幅度检
! o% r6 ^! o# r$ K+ _4 W波出来，经- -级40dB的电压放大器进行放( z7 x' |7 z9 ]- o* e
大，再经波形整形、电平变换也变换成5V, a& a) n2 H6 ?1 O, x! g$ |" Y
TTL电平。P3.1口选择其中- -路送到单片
+ w. D! q5 P. D* A* d机外部中断0，请求中断实现报警。如图3/ l$ y. q' q% w' k1 Q [: |7 |
所示。
) X. h! e! |, ?; W5 W
, s# N" y, J& ]1 S; }2 \4 X3.3报警电路
! u$ a7 I2 C6 I2 U5 i& ]& B! n在双音多频接收前，要判断线路是否
2 {& l8 g" ^. G' {9 B X8 @( r% A有振铃,当电话振铃信号到来时,电话线路
# z/ \+ P# _; M1 d, D上产生90V.35Hz的振铃信号，经过极性" N1 D, P# h' c( H& F! @! n/ K, g+ B
变换电路，输出1秒低，4秒高的方波,
0 l3 e7 C! {, W* H% SCPU以此来判断有无振铃及振铃次数,实.
- `2 I) r) |8 t/ N% c现中断请求。如图4所示。
4 B7 c; n& Z, p, k当有中断请求时，单片机实现模拟摘- y$ V6 o9 c* g: T, a( q; @8 T/ {
机,把双音多频信号接入电路,由于在电话; R, R2 M4 v4 F+ p, u5 t
线_上传输的是交流信号，电压为48V ~
0 j/ A" \/ M5 | _; d; p% G60V,为了使信号的极性固定，在电路中加
& D) F0 M+ O$ i. ~! W: V/ O, ]" I入了电桥,进行全波整流，而在报警终端电
. j7 b( _7 v# \' Q路上的电压不超过12 V，因此在电路中加7 y, F0 U1 l6 W
入了变压器,对电压进行变换。如图5所示。, T1 l9 \' A7 U$ g+ N
由于经过变换后电路中的信号较弱，
2 I+ E. [/ {) A3 H* K* ]' z' n7 ]0 T. m需要通过前置处理和放大，前置处理各放$ y% W, I2 S. j9 w
大电路由运放、电位器和隔直电容等器件
, j) B" ]: F; S: i6 ~$ K组成。运放U7和U8对信号进行放大，电5 @5 f6 Z B( }- l: i6 ?; i4 t* i. L* V
位器R11、R26调节信号放大的幅度。4 J) Y2 z6 l( Z9 B. A! p- O, R% N
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附件下载： + D1 j @0 M8 e, w2 T f; l
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发表于 2020-1-15 14:22
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