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摘要( b& Y( A6 ^+ I1 m) l3 ]
本系统以单片机为核心，用超声波传感器来, p+ c* @$ I5 c
检测闯入监控范围内的物体，通过声音、灯光- ?8 J* O; U' i/ V& ^6 H/ V
及自动拨打电话实现自动报警，并且可以对;; }3 ^% D! @! [2 K9 j: D
警情发生的时间进行记录。用户通过拨打电! L9 i2 J/ z9 m! N0 r7 _: v$ K3 j
话配合语音提示修改密码、报警电话号码、报
, d) b2 W5 a! V q5 O警方式、系统时间及报警环境;或者也可以通
" ^$ R' B* z! Q0 ?/ s* @8 c1 i8 N) n过键盘配合LCD在文字提示下修改这些参数。/ P5 _6 {# ?7 n( B3 z
此外还采取各种抗干扰措施、电子看门狗及/ K, I: H" ]" ~1 ^( i
断电备用电源来提高系统工作的稳定性。
i) z# }6 p$ t& A# M0 N) m( k: z9 [! h6 [% |
: Z7 A5 f$ O5 k4 i( s6 ~7 N
1) [: x' Q) p# J
引言
; N0 d% u. q/ F1 G, r) ]6 o: \+ t随着人们生活水平的提高，各种防盗5 c; Z, L$ y$ F3 ^
报警设备的应用已经越来越广泛。本文介; ], K! P9 U& y, J) }9 w4 Q
绍了一种超声波防盗报警系统，该系统将! R4 _. q6 y4 y. o
单片机的适时控制与超声波探测技术、传
" Y: p9 q, w: T W* H感器技术、语音技术与LCD显示进行了结
# Q, X; H. U7 |. H5 v ]9 k合。首先用一个超声波发射探头发射一个. m( e5 l! {8 X8 U; f0 |
40KHZ的超声波，再用一个超声波接收
# |# H/ Y! ~1 i8 o. M- J3 m探头检测是否有回波，实现对监控范围内
. A7 N$ r8 W" c8 o5 q7 P不明物体的探测。
: c g& e2 J1 n/ P4 ~2、工作原理& w( y% \1 P- E! \, K( X: L
( \! e; O1 H8 l& n' l! s" N- D本系统以单片机为核心。整个系统由* e+ z$ _$ v% N+ z
单片机、超声波发射、超声波接收、振铃检
+ g2 D: M; z9 s) u( \$ Z测、双音多频接收、双音多频发送、语音播
6 B% f; ^4 |& d9 t/ C6 c放、声光报警、键盘、LCD显示、时钟系
8 q. _$ O2 R! o7 o0 W统、看门狗、断电备用电源等电路构成。系
3 [2 h" y U! P' l0 m统框图如图1所示。
1 u! D% O& H3 Q$ V# D单片机通过编程产生- -个40KHZ的方' P8 _+ ]6 i8 s; U& O
波,再经- -级驱动电路,控制超声波发射探" f, M7 ~. @2 S; V; N0 P
头发射出超声波，如有障碍物，则发射回% n1 ] J7 M+ q8 w' n
波，接收探头接收到回波，经滤波、放大、
$ y' g2 d* v, D包络检波、比较、整形送到单片机或者直接3 s! ]1 Z' u7 g) v
滤波、放大、比较、整形送到单片机。单片
4 c( c" }- h Y( U1 U机再通过双音多频发射电路自动拨打设定
" _) _0 E9 J2 g. }的号码,向电话另- -端的用户报警,也可同
* n: k0 Y$ T2 V0 L时控制胜、光报警。用户通过密码在显示或7 g9 `! b8 e* [9 I* O( \$ U( [: ^
语音提示下修改系统报警方式、自动报警7 ~. P" w M; T$ c5 ?" }
电话及密码。通过在本地的键盘或者通过
5 g& {2 K) s3 \- e- ~8 x远程拨通本系统的电话号码也可修改上述
* A% a8 L7 w! x6 S8 R5 g* d参数(语音提示由语音录放控制电路提供
$ \ r& N# I( {+ b并通过双音多频电路发送，显示由LCD完: |% h( p0 q, m! b4 _
成)。
, x! A9 D/ {, i) t7 b. u3、硬件电路设计6 M' s3 f) Z: u& J% d( p
3.1超声波的发射
5 I V1 q* }" h" v, x# X由于超声波发射频率较高40KHz,单6 [$ I3 R) @- X$ W' `! C1 \' c
片机振荡频率12MHz,使用单片机实现较为
+ ~5 R, D& |, K8 N3 ^, R: S$ i
$ f w ^7 k2 @+ p; w% K8 L6 U% K困难，本设计通过反复调试，最后使用单9 C Q+ V/ }- S) }$ x7 L- n
片机内部定时器1的模式3，从单片机发
2 _: |8 @" L, O% h5 }$ g( h射出来的超声波驱动能力不够，因此要经& F/ \: F8 v" Q5 F
过与非门增强驱动能力，从而实现了超声) \0 o( o3 I+ N/ `
波的发射。如图2所示。
6 r7 m, s+ [. [. x, o0 A4 K& F3.2超声波的接收
- _9 b) P) F, l5 D; I4 P, w超声波接收探头接收到回波后，先经
8 q0 W6 J! a1 y6 z' m k中心频率为40KHz的3阶带通滤波器滤除
2 ^/ i4 B: _$ ?( D# ^ c低频与高频干扰，再经电压放大器放大8 l3 b$ m% ^* E: }, A$ d1 {
110dB分两路输出。- -路经波形整形、电平
* u2 e; v! D5 b* C0 w& j9 j6 n变换变换成单片机能处理的5V TTL电平$ j( g% P0 L+ j. A) z6 x) E. M* d
另- -路经包络检波，将回波变化的幅度检& W ^0 r' T, \5 u4 P2 R, F& s7 X
波出来，经- -级40dB的电压放大器进行放1 j% }1 n+ u; r% ^& A' f
大，再经波形整形、电平变换也变换成5V5 x8 B4 B; u) t" F+ }) \0 A2 ~: s
TTL电平。P3.1口选择其中- -路送到单片3 {$ a, I8 A h/ t- Y( D
机外部中断0，请求中断实现报警。如图3
% }2 j4 ]( R; f1 S所示。5 N1 l2 B% ]4 z- A1 }: L
3 n4 s, v7 w ?3.3报警电路! `! a& S+ u3 ]0 \$ A' R
在双音多频接收前，要判断线路是否2 d* j$ o2 _$ a3 I
有振铃,当电话振铃信号到来时,电话线路
6 Z4 Y F0 H' q) R! y上产生90V.35Hz的振铃信号，经过极性
3 i4 r! [+ a. F变换电路，输出1秒低，4秒高的方波,5 v" s7 s: O0 V3 t8 M. X1 i
CPU以此来判断有无振铃及振铃次数,实.1 p3 Q, F( o7 d) h' l9 c
现中断请求。如图4所示。' b3 q3 l8 p3 q( P6 `8 G2 ^
当有中断请求时，单片机实现模拟摘
: e+ H7 T* u/ t2 \2 x! F: |. m机,把双音多频信号接入电路,由于在电话
# o, ^- J/ d Z: N( V, [线_上传输的是交流信号，电压为48V ~
" e8 A) y- b! ]2 |7 n: K60V,为了使信号的极性固定，在电路中加
) |4 {; ]" H. e- l* ?! N" N入了电桥,进行全波整流，而在报警终端电+ F$ s* m" f& i, B: |2 ], p; @5 k
路上的电压不超过12 V，因此在电路中加! I( O9 f( I0 p/ g. T, I/ | Q
入了变压器,对电压进行变换。如图5所示。8 n% q P ?& y b% _7 t
由于经过变换后电路中的信号较弱，
8 b/ R! x7 {5 n3 j$ r需要通过前置处理和放大，前置处理各放
0 `' h8 E! x) {) @- H' d% O大电路由运放、电位器和隔直电容等器件
% a3 C- Z" k/ V. e) y4 I" \组成。运放U7和U8对信号进行放大，电0 L z) ^: K7 d# V
位器R11、R26调节信号放大的幅度。: i; x9 E3 q8 ~/ f- F: b9 @& B
8 x W! `, F) N# j0 {* c c. e9 U% d4 O
附件下载：
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发表于 2020-1-15 14:22
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