2022年电话网络的智能家居远程报警系统的设计方案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 河南科技学院2022届本科毕业论文 、压电陶瓷 PZT 等）及高分子薄膜 PVFZ 等）；热释电传感器利用的正是热释电效应,是一种温度敏锐传感器；它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,元件两个表面做成电极,当传感器监测范畴内温 度有 T 的变化时,热释电效应会在两个电极上会产生电荷 Q,即在两电极 之间产生一柔弱电压 V；由于它的输出阻抗极高,所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换；热释电效应所产生的电荷 Q会跟空气中的离子所结合而消逝,当环境温度稳固不变时, T=0,传感器无输出；当人体进入检测区时,因人体温度与环境温度有差别,产生 T,就有信号

2、输出；如人体进入检测区后不动,就温度没有变化,传感器也没有输出,所以这种传感器能检测人 体或者动物的活动；3.1.2 防盗电路原理分析当有人体移动时,人体本身就能发射红外线,正好移动到热释电检测器的 检测范畴,那么就会发出一串脉冲,最终经过处理就会输出一个高电平,如图 7 所示；即 VT2 导通, P1.0输出低电平,送给单片机处理,依据实际情形就实 现了防盗的功能；+5VR1热释电红外传感器5.6 kP 1. 03VT221图 2 人体移动检测电路3.2 防火报警电路分析3 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - -

3、 - 3.2.1 MQ-2 气体传感器的介绍1）特点：广泛的探测范畴；高灵敏度 快速响应复原；优异的稳固性 寿命长；简洁的驱动电路；2）应用：可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置,相宜于液化气、丁烷、丙烷、甲 烷、酒精、氢气、烟雾等的探测；3）灵敏度调整 MQ-2 型气敏元件对不同种类、不同浓度的气体有不同的电阻值；因此,在使 1000ppm 氢气或 用此类型气敏元件时,灵敏度的调整是很重要的；建议使用 1000ppm丁烷校准传感器；当精确测量时,报警点的设定应考虑温湿度的影响；3.2.2 烟雾检测电路分析烟雾检测电路采纳的传感器是MQ-2 型,此电路有NPN 型三极管 8050,可调电阻和一个

4、上拉电阻组成；假如意外发生导致家里失火,那么这个烟雾检测传感器就会第一时间检测到失火信号输出一个信号给三极管的基极,三极管 导通,集电极就会输出一个低电平送给单片机处理,从而实现了防火的目的；+5VR15.1kP 1. 1V1 8 05 0RL MQ-2 1 0k图 3 烟雾检测电路3.3 煤气泄漏报警电路3.3.1 MQ-N5 型半导体气敏元件介绍MQ-N5 型半导体气敏元件是以金属氧化物SnO2 为主体材料的N 型半导体气敏元件,当元件接触仍原性气体时,其电导率随气体浓度的增加而快速升4 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 40 页精选学习资料 - - - -

5、 - - - - - 高；灵敏度高；响应速度快；输出信号大；寿命长、工作稳固牢靠； AC或 DC 50.5V 回路电压 V C 最大 DC 24V 负载电阻 RL 2K 清洁空气中电阻 Ra 4000K 灵敏度 S=Ra/Rdg 4在 1000ppmC4H10中 响应时间 tres 10S 复原时间 trec 30S 检测范畴 50-10000ppm 差值的 80%即响应时间 ；脱离标定气体 1000ppm C4 H1030 秒钟以内负载电阻两端的电压下降到 4）符号说明：V dg- Va差值的 80%即复原时间 ；检测气体中电阻 - Rdg检测气体中电压 - V dg Rdg与 V dg的关

6、系 : Rdg=RLVC/V dg-1 5）负载电阻可依据需要适当改动,不影响元件灵敏度；6 ） 使 用 条 件 : 温 度 -1535 ； 相 对 湿 度 80106KPa；4575%RH ； 大 气 压 力7）环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上 使用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采纳热敏电阻补偿之；8）防止腐蚀性气体及油污染,长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网；5 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9）元件六脚位置可与电子管七角管座匹配使用；10）使用元件前请具体参看

7、本说明；3.3.2 煤气检测电路当家里的煤气由于意外情形或者使用时间久了,导致意外泄漏,那可就是 一件特别严峻的事情；这是我们只要安装一个简洁的煤气泄漏检测电路 信号是音频电话的拨号信号；由美国 AT&T 贝尔试验室研制,双音多频信号编码技术易于识别,抗干扰才能强,发 号速度快,且比用 modem 进行远程传输的方法更为经济有用,因此这种拨号 方法取代了传统的脉冲拨号；电话中的双音多频信号有两种用途：一是用于双音多频信号的拨号,去控 制交换机接通被叫的用户电话机；二是利用双音多频信号遥控电话机各种动作,如播放留言,语音信箱；这些都离不开DTMF 信号的产生；目前,大多数的DTMF 信号的产生都

8、是采纳专用芯片MT5087,MT8880等,这种方法信号编码产生速度快但有很大的局限性,假如音频信号频率的改 变应用于别的系统时,专用芯片就发挥不了作用了,其次是要实现用户多路双 音多频信号发送比较困难；3.5.2DTMF 信号的特性DTMF 是由低频组 fb和高频组 fa两组频率信号构成,每个数字信号由低频组和高频组的任意一个叠加而成；依据 定义如表 4 所示；CCITT 的建议, DTMF 的编译码表 4 电话拨号数字对应的高低频率组 高频组 /Hz 数字键盘低频组697 1209 1336 1477 1633 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C /Hz 941

9、 0 # D 可用下式表示：Ft=A_asin2f_at+A_bsin2f_bt 1）式中两项分别表示低、高音群的值,Ab 和 Aa 分别表示低音群和高音群的样值量化基线,而且两者幅值比为 K=Ab /Aa 0.7K ；同时规定,对应于表1 中的标称频率在发送时,DTMF 信号的频率偏差不应当超过 1.5,每位数7 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 字的信号极限时长应当大于40ms,而接收设备对 2%的偏差应能牢靠的接收,对 30ms40ms时长的信号可以正常的接收；3.5.3DTMF 信号的应用 DT

10、MF 信号即双音多频信号,最先用于程控电话交换系统来代替号盘脉 冲信号,如图 6 所示；主程被控叫交叫用换用户系户统图 6 DTMF 用于拨号系统主叫用户摘机按键拨号后,电话号码所对应的DTMF 信号通过电话线传到程控交换机中的 DTMF 接受电路,交换机中的微机识别被叫电话号码后,接通主被叫用户实现双方通话；DTMF 信号仍用于自动掌握系统,假如把DTMF 的发送电路用于主控系统,接受电路用于被控系统,就可以便利地组成有线或无线通信系统,如图 7所示,其通道数视需要而定,16 通道以内每通道只需编一位号码即可,如需要更多通道,就可象电话号码编号一样编为两位或两位以上的号码；主 被控信道控系系

11、统统图 7 DTMF 用于掌握系统3.5.4DTMF 收发模块相连的接口,必需与单片机协作使用,其 引脚功能如下： IN+、IN：分别为内部放大器的同相输入端和反相输入端,即接收 DTMF 信号的输入端； GS：内部放大器的输出端,外接一个负反馈电阻至 IN_端；8 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - UREF：内部参考电压输出端,该参考电压等于 UDD 2； UDD、Uss：分别为电源的正、负端,供电电压为 5V； OSCl、OSC2：外接一个 358MHz 晶体,形成晶体振荡器； TONE：双音频信号

12、输出端； RW；读写掌握端,该端施以高电平常读 MT8880；MT8880 ,施以低电平常写 RSI：用于挑选内部各寄存器的掌握端,该端施以高电平常选中掌握寄存器 或状态寄存器,施以低电平常选中发送数据寄存器或接收数据寄存器；更具体的对应关系必需依据RW 端的状态共同确定,详见表5 所示；表 5 内部寄存器功能RSI R/W 内部寄存器及功能0 0 写数据发送寄存器0 1 读数据接收寄存器1 0 掌握寄存器CRA 或 CRB 1 1 读状态寄存器SYNC,同步脉冲 时钟脉冲 输入端,每读写 个正脉冲； IRQ：在双音频模式并且在中断模式时,当收到有效MT8880 时,必需施以一DTMF 信号或

13、预备发送DTMF 信号时该端由高电平变到低电平；在呼叫处理模式且检测到有效信号音 时,该端输出方波； D0D3：写入命令或读出状态的数据线； MT8880 有很强的功能,它可以有6 种工作模式,下面介绍常用的3 种模式； 1双音频模式：在该模式下,芯片能接收并译码DTMF 信号或产生并发送DTMF 信号；接收信号从IN端输入,发送信号从TONE 端输出； 2呼叫处理模式：在该模式下,芯片可以从输入信号中检测电话呼叫过程的各种信号音 回铃音、拨号音、忙音,拨号音是450Hz 的连续信号,忙音为035 秒通、 035 秒断,回铃音为1 秒通、 4 秒断 ；当信号频率落在320510Hz 范畴以内时

14、,能从 IRQ 端输出方波,否就IRQ 端为低电平； 3中断模式：在该模式下,如芯片同时被设置为接收或发送 DTMF 信号模式,那么当收到有效 DTMF 信号并译码后, IRQ 端变为低电平；在预备发出DTMF 信号时, IRQ 端变为低电平；中断模式下,如芯片同时被设置为呼叫处理模式,在收到有效信号音时,19 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 只 Q 端能输出对应的方波； MT8880 内部有 5 个寄存器：数据发送寄存器 TDR 、数据接收寄存器RDR、掌握寄存器 CRA 及 CRB、状态寄存器 S

15、R；芯片工作手何种功能,取决于在单片机的掌握下写入掌握寄存器CRA 和 CRB 的内容,而芯片的某些状态可以依据读出状态寄存器 SR 的内容来判定；当需要接收 DTMF 信号时,第一往掌握寄存器 CRA 和 CRB 写入相应的掌握字,把芯片设置为 DTMF 模式,通过读取状态寄存器中的 D2位,可以判定是否收到一个有效的DTMF 信号并已译码；如已收到就读取内部“ 接收数据寄存器” 的内容从芯片的D0 一 D3 脚读出 ；当需要发送DTMF信号时,同样应先往掌握寄存器CRA 和 CRB 写入相应的掌握字,把芯片设置为 DTMF 模式,通过读取状态寄存器中的 D,位,可以判定是否发送完一个DTM

16、F 信号；如已发送完,就把下一个要发送的数字由D；D3 写入到内部“ 发送数据寄存器” ；假如芯片同时又被设置为中断模式,就通过检测 IRQ 端状态,也能判定一个 DTMF 信号收到或发送完毕与否；如何选中“ 接收数据寄存器” 或“ 发送数据寄存器” ,应依据表5 的规定,给引脚 电平；RSI 和 RW 施以相应假如要检测电话信号音回铃音、拨号音、忙音,就应第一向掌握寄存器CRA、CRB 写入对应于该工作模式的掌握字,然后检测IRQ 端的方波信号,依据方波信号的间歇、间隔规律来判定是哪一种信号音；掌握寄存器 CRA、CRB 以及状态寄存器都只有 4 个位 比特 ,分别记为D；、 Dl、D2、D

17、,要写掌握寄存器或读状态寄存器,只要依据表 84 的规定给 RSI 引脚及 RW 引脚施以相应电平就可以通过引脚 D； D3 写入或读出；掌握寄存器和状态寄存器各个位的功能意义简述如下： 1掌握寄存器 CRA； D0；把该位设置为“ 1” ,就芯片被设置成 DTMF 模式,答应收、发双音频信号； D1：把该位设置为“ 1,就芯片被设置为信号音检测模式 呼叫处理模式 ,当 D2 也设为“ 1” 时,引脚IRQ 端能输出与各种信号音对应的方波； D2：把该位设置为“ 1,就芯片被设置成中断模式,其具体功能见前述的 3种模式介绍； D3：把该位设置为“ 1,说明答应挑选掌握寄存器 寄存器 CRA 后

18、,接着写掌握寄存器 CRB； 2掌握寄存器 CRB；10 / 40 CRB,因此应在写入掌握名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - D0：把该位设置为“ 0” 时芯片工作于一般双音频模式；设置为“1时芯片工作于突发模式,突发和暂停长度各为 51 土 2ms； D2：把该位设置为“ 0” 时答应产生双音频,否就只产生单音频； D3：行列音挑选,当 频频率的挑选 ； 3状态寄存器 SR；D21单音模式 时, D3 用于挑选行音或列音 即音 D0：发生中断时该位为“ 1,读取状态寄存器后自动清“0” ； D1：预备发送新数据

19、时为“ 1,读取状态寄存器后自动清“0” ； D2：接收数据寄存器满 清“0” ；即收到有效数据 时为“ 1” ,读取状态寄存器后自动D3：肯定时间内检测不到DTMF 信号时为“ 1,检测到DTMF 信号时清“0” ；表 6 MT8880 各频率对应的输出电平FLOWFHIJHDIGIT D 3 D 2D1D 0697 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8

20、 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1336 0 1 0 1 0 941 1209 * 1 0 1 1 941 1477 # 1 1 0 0 697 1633 A 1 1 0 1 770 1633 B 1 1 1 0 852 1633 C 1 1 1 1 11 / 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - 941 1633 D 0 0 0 0 2）自动拨号电路MT8880 是 MITEL 公司推出的特地用于处理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

21、功能,仍可以检测电话干 线上拨号音、回铃音和忙音等信号音,适合与单片机接口,外围电路简洁；当有小偷试图进入卧房时,或者煤气泄漏,失火等等,对应的传感器就会发出信 号；然后送给单片机,单片机再进行相应的处理之后,第一得接通电话,也就 是模拟摘机；检测到拨号音之后,开头发送我们预先设置好的电话号码,通过 MT8880 的 TONE 端输出耦合到电话线上,实际上这就是相当于一个简洁的电话机；在拨号的过程中,MT8880 开头检测各种信号音,刚开头检测到回铃 +5VC1R1R2IN+MT8880VDDR4 330kC3C4R51200.1u0.1uD TMF 输入IN-St/GT3.3k21950k1

22、00kGSESt单0.1u318VRefD3417VSSD2516D TMF 输出3.5795MhzR3OSC1D1615OSC2D0片714TONEIRQ/CP机813C2R/W 2接912CSRSO口0.1u100k1011音,一旦对方摘机,立刻就会检测到摘机信号,说明对方已经摘机；这是就你 可以把提前录好的语音信息发送到电话线上,告知家里的具体情形；原理图如 图 8 所示；图 8 自动发号电路3.6 语音提示电路3.6.1 语音芯片工作方式A8 、 A9都为高电平常,地址端就作为操作模式挑选端 高电平有效）；表8 操作模式功能表模式掌握功能典型应用A0/M0 信息检索快速检索信息12 /

23、 40 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 40 页精选学习资料 - - - - - - - - - A1/M1 删除 EOM 标志在全部语音录放终止时,给出EOM标志A2/M2 未用当工作模式操作时,此端应接低电平A3/M3 循环放音从 0地址开头连续重复放音连续寻址可录放连续的多段信息A4/M4 A5/M5 CE电平触发答应信号中止按钮掌握简化器件接口A6/M6 使用操作模式时需要留意两点：1）全部操作模式下的操作都是从0地址开头,以后的操作依据模式的不同,而从相应的地址开头工作；当电路中录音转放音或进入省电状态时,地址计数器复位为 0；2）操作模式位不加锁定,可以在

24、 MSBA8、A9）地址位为高电平常,CE 电平变低的任何时间执行操作模式操作；假如下一片选周期 MSB变为低电平,就执行信息地址,即从该地址录音或放 音,原先设定的操作模式状态丢失；,给地址 A0A9 赋值,录音及放音功能均从设定的起始地址开头,录音终止由停 止键操作打算,芯片内部自动在该段的终止位置插入终止标志 ,地址600767未使用,地址7681023为工作模式挑选；表9 分段录放音十进制A9 A8 二进制A2 信息时间 秒 A7 A6 A5 A4 A3 A1 A0 2560 2575 2590 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 5.0 6.25 7.50 100 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 10.0 12.50 15.00 250 0 0 1 1 1 1 1 0