标签: 报警

德西力测电笔是一款非常实用的工具，它可以帮助我们快速准确地测量电压和电流，对于家庭维修和检测电气设备具有很高的价值。作为一种电子测量工具，它主要用于测量电气设备的电压和电流。具体来说，它可以帮助我们判断电源插座是否有电，电气设备的电压和电流是否正常，以及电线中电流的流向等等。在实际使用中使用方法简单，使用德西力测电笔时，只需要将笔尖接触需要测量的设备或电线，然后按下测量按钮即可，而且德西力测电笔体积小，轻便易携，可以随时随地使用。 德西力测电笔的外观设计简洁大方，符合人机工程学设计。笔身采用硬质塑料材质，表面光滑，手感舒适，具有很好的抗摔性能；按键采用圆形或方形设计，符合手指操作习惯，按下时手感清晰，不易误操作；采用数字显示屏设计，可以直观地显示测量结果，方便用户查看。 背部可以看到，电池仓采用了螺纹加固，一般设备都是采用的卡扣模式便于跟换，这款选择了更高的安全性。 打开电池仓盖可以看到，供电方式使用的是单节7号干电池。电池仓的固定使用的不是自攻螺钉，考虑到用户更换电池相对频繁，增加使用寿命。 上下壳之间的固定依然使用螺钉，注意一个螺钉隐藏在铭牌下。 打开后可以看到，板卡通过3个螺丝固定在上壳上，感应器也是固定在上壳上的，注意必须拔出这个感应器才能取下板卡。 可以看到在上壳上包括了三个按键和一个数码液晶屏。 重点分析一下电路板： 从前面板可以看到按键及微动按键/背光灯/照明灯等外设； 本设备使用单节干电池供电，电压大约1.5V左右，为了实现单片机系统的平稳运行，使用了升压电路输出3.3V；灯光的控制以及蜂鸣器报警控制均是使用了三极管进行控制，以增加驱动能力，而对电压的采集则是使用串联多个大电阻的方式进行降压，以确保安全。 德西力测电笔在品质控制方面做得非常出色，通过拆解分析，我们可以了解到德西力测电笔的测试原理、外观设计、人机交互和品质控制等方面的特点，这些特点使得德西力测电笔成为一款优秀的产品。如果您需要测量电压和电流，德西力测电笔是一个不错的选择。电压的检测误差还是相对比较大的，不过不影响家庭使用。

随着人类生活水平的不断提高，人口老龄化成为一个全球性的发展趋势。目前，我国已经进入了老龄化社会 ，老年人的身心健康问题得到人们更多的关注。老年人因生理结构衰老和身体机能减退，发生意外跌倒的概率和频率非常高 。跌倒可以导致老年人身体组织挫伤、骨折甚至危及生命，并从心理上给老年人造成了压力和恐惧感。实际上很多伤亡并不是由于意外跌倒本身造成的，而是由于跌倒发生后，老年人没有得到及时的救治造成的 。尤其现在社会上存在很多讹诈现象，导致人们不敢轻易伸出援助之手。因此，在老年人发生跌倒后，如何尽早被发现，并发出求救信号进行及时救治变得格外重要。为了老年人更健康地生活，研究设计一个老年人的跌倒检测与报警系统具有十分重要的研究价值和实际意义。 目前，研究开发人体跌倒检测系统方面的技术有很多种，最常见的是图像分析和加速度分析法。文献 都是基于视频图像分析的室内跌倒自动检测系统，这种技术准确性高，人体动作清晰可见，但需要多部摄像机同时工作，且暴露了用户的个人隐私，监测范围有限，受环境的影响也很大。另一种加速度分析方法，主要基于微机电系统（Micro-Electromechanical System，MEMS）传感器。MEMS技术近几年得到了快速发展，广泛应用在跌倒检测、状态检测、运动检测等方面。文献 都是利用MEMS技术进行人体跌倒检测的，目前国内一些基于MEMS技术的跌到检测虽可较好实现跌倒检测，但大多计算量较大、设计复杂、价格昂贵，难以得到广泛的应用。 设计一种基于Arduino和三轴加速度传感器的跌倒检测报警系统，实时采集人体加速度参数和地理位置信息，应用于老年人意外跌倒后及时报警，兼具了性价比高、设计简单、实时性高、低功耗、可扩展的特点，实验证明了该系统的可行性和准确性。 1 系统总体设计 跌倒检测报警系统由Arduino最小系统、加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块组成，其系统框图如图1所示。 图1 跌倒检测报警系统框图 Arduino实时接收加速度参数采集模块传来的人体加速度参数值，单片机通过接收来的加速度值，经过跌倒检测算法来判断穿戴者的体态，如果检测出跌倒的发生，便触发跌倒报警机制。当跌倒发生时，通过GPS定位模块能捕获到穿戴者的具体地理位置，然后发出包含跌倒位置的报警求救信息，通知佩戴者的监护人或医疗机构，进行后续的救治。本系统在考虑这些功能需求的前提下，采用Arduino为控制核心，外围连接加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块，来完成整个系统的功能。 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》 2 硬件设计 硬件部分主要包括微控制器最小系统的选取、加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块，以及各个模块之间的连接。 2.1 Arduino平台 Arduino是一款基于开源的电子原型设计平台。Arduino包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路设计的电路板，基于AVR系列单片机和ARM微控制器，有丰富的外设接口和硬件资源；软件部分则是Arduino IDE，是在计算机中的程序开发环境 。Arduino的模块化设计，大大简化了电子系统的设计过程。 其中，微控制器最小系统选用Arduino Uno，它是基于ATMEL公司的ATmega328P单片机的硬件平台，具有32KB Flash、1KB EEPROM、14路数字输入输出口（其中6路可用于PWM输出）、6路模拟输入接口。同时，Uno预置了Bootloader程序，不需要其他外部烧写器，可以直接通过USB下载程序。 2.2 加速度传感器ADXL345 ADXL345是ADI公司最近推出的基于iMEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。ADXL345具有多种可变的测量范围，高分辨率，高灵敏度，超小的封装，超低的功耗，标准的I2C或SPI数字接口，32级FIFO存储，以及内部多种运动状态检测和灵活的中断方式等特性 。所有这些特性，使得 ADXL345有助于大大简化跌倒检测算法，使其成为一款非常适合用于跌倒检测器应用的加速度传感器。图2为ADXL345功能框图。 图2 ADXL345功能框图 ADXL345标准的I2C数字接口可以和Arduino Uno的I2C接口方便通信，将ADXL345采集到的人体三轴加速度数据传给单片机进行跌倒检测算法处理，图3给出了ADXL345和单片机之间的I2C总线典型连接图。ADXL345的(CS) ?管脚接高电平，表示ADXL345工作在I2C模式。SDA和SCL是I2C总线的数据线和时钟线，分别连接到Arduino Uno相应的I2C总线接口（A4和A5）。ADXL345的INT1管脚连接到Arduino Uno的INT0（Pin 2），用来产生中断信号。 图3 ADXL345和单片机之间的I2C典型连接图 2.3 GPS定位和GSM通信模块SIM908 SIM908是一款集成了高性能GSM/GPRS引擎和GPS引擎的芯片。其中的GSM/GPRS引擎可以工作在GSM 850MHz，EGSM 900MHz，DCS 1800MHz和PCS 1900MHz四个频段；GPS引擎具有一流的采集和跟踪灵敏度、TTFF（Time-To-First-Fix）和准确度 ，这些特性可以很好地完成跌倒位置定位和发送报警信号的任务。在SIM908芯片上可以同时完成GPS定位和GSM通信功能，可以大大减少系统芯片的数量和功耗。图4为SIM908的功能框图。SIM908通过UART口与Arduino Uno进行通信，RXD和TXD分别与Uno的TXD和RXD相连，完成跌倒位置的GPS数据的捕获和发送GSM报警短信功能。 图4 SIM908功能框图 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》 3算法设计与实验 3.1 跌倒检测算法 对跌倒检测原理的研究主要是找到人体在跌倒过程中的加速度变化特征。图5给出的是加速度在不同运动过程中的变化曲线，包括（a）步行上楼、（b）步行下楼、（c）坐下、 （d）起立。其中红色的曲线是Y轴（垂直方向）的加速度曲线，其正常静止状态下应该为-1g；黑色和黄色的曲线分别是X轴（前后方向）和Z轴（左右方向）的加速度曲线，其正常静止状态下应该为0g；绿色的曲线是三轴加速度的矢量和，其正常静止状态下应该为+1g。 图5 不同运动过程中的加速度变化曲线 由于老年人的运动相对比较慢，所以在普通的步行过程中，加速度变化不会很大。最明显的加速度变化就是在坐下动作中Y轴加速度（和加速度矢量和）上有一个超过3g的尖峰，这个尖峰是由于身体与椅子接触而产生的。而跌倒过程中的加速度变化则完全不同。图6给出的是意外跌倒过程中的加速度变化曲线。通过图6和图5的比较，可以发现跌倒过程中的加速度变化有4个主要特征，这可以作为跌倒检测的准则。这4个特征在图6中以红色的方框标注，下面将对其逐一进行详细介绍。 图6 意外跌倒过程中的加速度变化曲线 失重：在跌倒的开始都会发生一定的失重现象。在自由落体的下降过程，这个现象会更加明显，加速度的矢量和会降低到接近0g。对于一般的跌倒，也会发生合加速度小于1g的情况。因此，这可以作为跌倒状态的第一个判断依据。可以由ADXL345的Free_Fall中断来检测。 撞击：失重之后，人体发生跌倒的时候会与地面或其他物体发生撞击，在加速度曲线中会产生一个很大的冲击。这个冲击可以通过ADXL345的Activity中断来检测。因此，Free_Fall中断之后，紧接着产生Activity中断是跌倒状态的第二个判断依据。 静止：人体在跌倒后，也就是撞击发生之后，不可能马上起来，会有短暂的静止状态（如果人因为跌倒而导致昏迷，甚至可能是较长时间的静止）。表现在加速度曲线上就是会有一段时间的平稳。这可以通过ADXL345的Inactivity中断来检测。因此，Activity中断之后的Inactivity中断是跌倒状态的第三个判断依据。 与初始状态比较：跌倒之后，人体会发生翻转，因此人体的方向会与原先静止站立的姿态不同。这使得跌倒之后的静止状态下的三轴加速度数值与初始状态下的不同，如图5所示。因此，跌倒检测的第四个依据就是跌倒后的静止状态下加速度值与初始状态发生变化，且矢量变化超过一定的门限值。 这四个判断依据综合在一起，构成了整个的跌倒检测算法，可以对跌倒状态给出报警。 另外，如果跌倒造成了严重的后果，比如，导致了人的昏迷。那么人体会在更常的一段时间内都保持静止。这个状态仍然可以通过Inactivity中断来检测。也就是说，如果发现在跌倒之后的很长时间内都保持Inactivity状态，可以再次给出一个严重报警。算法的流程图如图7所示。 图7 算法流程图 3.2 实验结果 本文设计了一个实验方案对算法进行验证。实验对向前跌倒，向后跌倒，向左、右两侧跌倒等不同跌倒姿势以及跌倒后是否有长时间静止状态的情况分别进行了10次测试，表1中给出的是相关测试结果。 表1 实验结果 本设计将加速度传感器ADXL345、GPS和GSM模块SIM908与Arduino Uno平台结合在一起，通过加速度传感器采集人体三轴加速度值，实时检测人体体态，完成对人体跌倒的检测和报警。整体设计成本低、可靠性高、算法复杂度低、检测准确度高和可扩展的优点，具有很高的实用性，可以满足对人体跌倒检测报警的需要。 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》

随着人类生活水平的不断提高，人口老龄化成为一个全球性的发展趋势。目前，我国已经进入了老龄化社会 ，老年人的身心健康问题得到人们更多的关注。老年人因生理结构衰老和身体机能减退，发生意外跌倒的概率和频率非常高 。跌倒可以导致老年人身体组织挫伤、骨折甚至危及生命，并从心理上给老年人造成了压力和恐惧感。实际上很多伤亡并不是由于意外跌倒本身造成的，而是由于跌倒发生后，老年人没有得到及时的救治造成的 。尤其现在社会上存在很多讹诈现象，导致人们不敢轻易伸出援助之手。因此，在老年人发生跌倒后，如何尽早被发现，并发出求救信号进行及时救治变得格外重要。为了老年人更健康地生活，研究设计一个老年人的跌倒检测与报警系统具有十分重要的研究价值和实际意义。 目前，研究开发人体跌倒检测系统方面的技术有很多种，最常见的是图像分析和加速度分析法。文献 都是基于视频图像分析的室内跌倒自动检测系统，这种技术准确性高，人体动作清晰可见，但需要多部摄像机同时工作，且暴露了用户的个人隐私，监测范围有限，受环境的影响也很大。另一种加速度分析方法，主要基于微机电系统（Micro-Electromechanical System，MEMS）传感器。MEMS技术近几年得到了快速发展，广泛应用在跌倒检测、状态检测、运动检测等方面。文献 都是利用MEMS技术进行人体跌倒检测的，目前国内一些基于MEMS技术的跌到检测虽可较好实现跌倒检测，但大多计算量较大、设计复杂、价格昂贵，难以得到广泛的应用。 设计一种基于Arduino和三轴加速度传感器的跌倒检测报警系统，实时采集人体加速度参数和地理位置信息，应用于老年人意外跌倒后及时报警，兼具了性价比高、设计简单、实时性高、低功耗、可扩展的特点，实验证明了该系统的可行性和准确性。 1 系统总体设计 跌倒检测报警系统由Arduino最小系统、加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块组成，其系统框图如图1所示。 图1 跌倒检测报警系统框图 Arduino实时接收加速度参数采集模块传来的人体加速度参数值，单片机通过接收来的加速度值，经过跌倒检测算法来判断穿戴者的体态，如果检测出跌倒的发生，便触发跌倒报警机制。当跌倒发生时，通过GPS定位模块能捕获到穿戴者的具体地理位置，然后发出包含跌倒位置的报警求救信息，通知佩戴者的监护人或医疗机构，进行后续的救治。本系统在考虑这些功能需求的前提下，采用Arduino为控制核心，外围连接加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块，来完成整个系统的功能。 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》 2 硬件设计 硬件部分主要包括微控制器最小系统的选取、加速度参数采集模块、GPS定位模块、GSM通信模块，以及各个模块之间的连接。 2.1 Arduino平台 Arduino是一款基于开源的电子原型设计平台。Arduino包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路设计的电路板，基于AVR系列单片机和ARM微控制器，有丰富的外设接口和硬件资源；软件部分则是Arduino IDE，是在计算机中的程序开发环境 。Arduino的模块化设计，大大简化了电子系统的设计过程。 其中，微控制器最小系统选用Arduino Uno，它是基于ATMEL公司的ATmega328P单片机的硬件平台，具有32KB Flash、1KB EEPROM、14路数字输入输出口（其中6路可用于PWM输出）、6路模拟输入接口。同时，Uno预置了Bootloader程序，不需要其他外部烧写器，可以直接通过USB下载程序。 2.2 加速度传感器ADXL345 ADXL345是ADI公司最近推出的基于iMEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。ADXL345具有多种可变的测量范围，高分辨率，高灵敏度，超小的封装，超低的功耗，标准的I2C或SPI数字接口，32级FIFO存储，以及内部多种运动状态检测和灵活的中断方式等特性 。所有这些特性，使得 ADXL345有助于大大简化跌倒检测算法，使其成为一款非常适合用于跌倒检测器应用的加速度传感器。图2为ADXL345功能框图。 图2 ADXL345功能框图 ADXL345标准的I2C数字接口可以和Arduino Uno的I2C接口方便通信，将ADXL345采集到的人体三轴加速度数据传给单片机进行跌倒检测算法处理，图3给出了ADXL345和单片机之间的I2C总线典型连接图。ADXL345的(CS) ?管脚接高电平，表示ADXL345工作在I2C模式。SDA和SCL是I2C总线的数据线和时钟线，分别连接到Arduino Uno相应的I2C总线接口（A4和A5）。ADXL345的INT1管脚连接到Arduino Uno的INT0（Pin 2），用来产生中断信号。 图3 ADXL345和单片机之间的I2C典型连接图 2.3 GPS定位和GSM通信模块SIM908 SIM908是一款集成了高性能GSM/GPRS引擎和GPS引擎的芯片。其中的GSM/GPRS引擎可以工作在GSM 850MHz，EGSM 900MHz，DCS 1800MHz和PCS 1900MHz四个频段；GPS引擎具有一流的采集和跟踪灵敏度、TTFF（Time-To-First-Fix）和准确度 ，这些特性可以很好地完成跌倒位置定位和发送报警信号的任务。在SIM908芯片上可以同时完成GPS定位和GSM通信功能，可以大大减少系统芯片的数量和功耗。图4为SIM908的功能框图。SIM908通过UART口与Arduino Uno进行通信，RXD和TXD分别与Uno的TXD和RXD相连，完成跌倒位置的GPS数据的捕获和发送GSM报警短信功能。 图4 SIM908功能框图 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》 3算法设计与实验 3.1 跌倒检测算法 对跌倒检测原理的研究主要是找到人体在跌倒过程中的加速度变化特征。图5给出的是加速度在不同运动过程中的变化曲线，包括（a）步行上楼、（b）步行下楼、（c）坐下、 （d）起立。其中红色的曲线是Y轴（垂直方向）的加速度曲线，其正常静止状态下应该为-1g；黑色和黄色的曲线分别是X轴（前后方向）和Z轴（左右方向）的加速度曲线，其正常静止状态下应该为0g；绿色的曲线是三轴加速度的矢量和，其正常静止状态下应该为+1g。 图5 不同运动过程中的加速度变化曲线 由于老年人的运动相对比较慢，所以在普通的步行过程中，加速度变化不会很大。最明显的加速度变化就是在坐下动作中Y轴加速度（和加速度矢量和）上有一个超过3g的尖峰，这个尖峰是由于身体与椅子接触而产生的。而跌倒过程中的加速度变化则完全不同。图6给出的是意外跌倒过程中的加速度变化曲线。通过图6和图5的比较，可以发现跌倒过程中的加速度变化有4个主要特征，这可以作为跌倒检测的准则。这4个特征在图6中以红色的方框标注，下面将对其逐一进行详细介绍。 图6 意外跌倒过程中的加速度变化曲线 失重：在跌倒的开始都会发生一定的失重现象。在自由落体的下降过程，这个现象会更加明显，加速度的矢量和会降低到接近0g。对于一般的跌倒，也会发生合加速度小于1g的情况。因此，这可以作为跌倒状态的第一个判断依据。可以由ADXL345的Free_Fall中断来检测。 撞击：失重之后，人体发生跌倒的时候会与地面或其他物体发生撞击，在加速度曲线中会产生一个很大的冲击。这个冲击可以通过ADXL345的Activity中断来检测。因此，Free_Fall中断之后，紧接着产生Activity中断是跌倒状态的第二个判断依据。 静止：人体在跌倒后，也就是撞击发生之后，不可能马上起来，会有短暂的静止状态（如果人因为跌倒而导致昏迷，甚至可能是较长时间的静止）。表现在加速度曲线上就是会有一段时间的平稳。这可以通过ADXL345的Inactivity中断来检测。因此，Activity中断之后的Inactivity中断是跌倒状态的第三个判断依据。 与初始状态比较：跌倒之后，人体会发生翻转，因此人体的方向会与原先静止站立的姿态不同。这使得跌倒之后的静止状态下的三轴加速度数值与初始状态下的不同，如图5所示。因此，跌倒检测的第四个依据就是跌倒后的静止状态下加速度值与初始状态发生变化，且矢量变化超过一定的门限值。 这四个判断依据综合在一起，构成了整个的跌倒检测算法，可以对跌倒状态给出报警。 另外，如果跌倒造成了严重的后果，比如，导致了人的昏迷。那么人体会在更常的一段时间内都保持静止。这个状态仍然可以通过Inactivity中断来检测。也就是说，如果发现在跌倒之后的很长时间内都保持Inactivity状态，可以再次给出一个严重报警。算法的流程图如图7所示。 图7 算法流程图 3.2 实验结果 本文设计了一个实验方案对算法进行验证。实验对向前跌倒，向后跌倒，向左、右两侧跌倒等不同跌倒姿势以及跌倒后是否有长时间静止状态的情况分别进行了10次测试，表1中给出的是相关测试结果。 表1 实验结果 本设计将加速度传感器ADXL345、GPS和GSM模块SIM908与Arduino Uno平台结合在一起，通过加速度传感器采集人体三轴加速度值，实时检测人体体态，完成对人体跌倒的检测和报警。整体设计成本低、可靠性高、算法复杂度低、检测准确度高和可扩展的优点，具有很高的实用性，可以满足对人体跌倒检测报警的需要。 【分页导航】 第1页： 系统总体设计 第2页： 硬件设计 第3页： 算法设计与实验 本文来源于《单片机与嵌入式系统》

　　本设计旨在制作出一种功能强大的报警系统，在出现紧急情况时能及时通知当事人，即便其不在现场附近，并自动呼叫报警。相比普通的报警器，本设计将重点放在远程语音报警上，只要接上适当的传感器就可组成防盗报警、火灾报警、煤气泄露报警等多功能报警系统，并附加实现一些智能控制功能，赋予报警系统更强大和完整的功能，以满足人们对安全报警的需求。本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。 　　系统原理及系统框图 　　本系统主要包括电话自动摘机和挂机电路，DTMF信号收发电路，语音提示电路，报警电路，键盘显示电路，人体信号检测电路，编码电路，无线发射电路，以及作为主核心的单片机控制电路，系统结构框图如图1所示。我们设定报警部分为本系统主体工作部分，即实时监控房内安全情况，在软件上表现为主循环，当有振铃信号或设定信号时才中断去执行相应操作。在此我们需要对人体的红外辐射敏感并且抗干扰（如小动物等）的传感器，为此我们选用被动式热释电红外探测器，并在它的辐射照面覆盖特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。设定部分的功能是存储报警时需要拨打的号码 ，并设定主人身份验证密码。为了系统的简洁采用液晶屏显示。 　　图1 系统结构框图 　　当红外线人体检测电路检测到有人体入侵时，编码电路将该检测探头的地址编码，并且经过无线发射电路将检测到有人体入侵的探头的地址发送给无线接收电路，经CPU译码后，LED显示报警地址，同时发出声光报警或者向主任拨打预先设定的电话进行报警。 　　 信号检测电路 　　信号检测电路主要由热释电红外检测探头SD02和BISS0001信号处理电路组成。 　　信号检测电路如图2所示。配以滤波镜片和阻抗匹配用场效应管组成的热释电红外传感器，以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电信号，经BISS0001中的运放N1的前置放大、运算放大器N2的第二级放大，将直流电位抬高为内置电压Um后送到由比较器N4、N5组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Us。由于内置电压UH≈0.7UDD、UL≈0.3UDD，当UDD=5V时，可有效地抑制±1V的噪声干扰。N3作为条件比较器，当输入电压Uc小于内置电压UR（≈0.2UDD）时，N3输出为低电平封住了Us向下级递送。而当UcUR时，N3输出为高电平，打开与门N7，此时若有触发信号Us的上跳变前沿到来，则可启动延时定时器，同时Uo输出为高电平。比较器的域值选取很重要，域值太低易误报，太高则灵敏度低。 　　图2 信号检测电路 　　在定时周期Tx内，BISS0001的输出端2为高电位，则晶体管VT1饱和导通，其集电极为低电位，将这一信号送到由单片机及无线发射电路组成的编码及无线发射电路，接到编码用的单片机的 P0.0口，单片机将该探头编码后通过无线发射；在Tx结束时，BISS0001进入封锁周期Ti，其输出端变为低电平，晶体管截止，其集电极为高电平。BISS0001的1脚（A端）与电源相连，使信号检测电路处于重复触发。Tx定时间隔可由BISS0001的3脚和4脚上所接的电阻和电容来确定。信号检测探头仰角可在120°范围内调节，并通过改变仰角来进行实际探测距离的调节，我们可通过实际测试来调整，也可以调整信号检测电路中的可调电阻RP来调整探头的检测距离，本设计电路可探测距离为30m。 　　编码电路与无线收发射模块 　　编码电路和无线发射电路由单片机和收发一体芯片nRF401组成，其电路外围元件少，电路简单。 　　本设计中采用挪威Nordic公司新推出的集发射接收为一体的nRF401无线数传芯片，它是一个为433MHz ISM频段设计的真正单片机UHF无线收发芯片，采用FSK调制解调技术。采用高增益天线的情况下传输距离可达3000m。 　　编码及无线收发射电路如图3所示。通过AT89C51的P2.0口控制射频芯片的PWR_UP，使其为“1”时表示进入正常工作模式，为“0”时表示进入待机模式；P2.2接射频芯片的CS,控制发送接收频率，为“1”表示工作频率为434.32MHz。为“0”表示工作频率为433.92MHz。P2.1控制射频芯片的TXEN端，使其为“1”表示进入发送模式，为“0”表示进入接收模式。 　　图3 无线收发射电路 　 　MT8880与AT89C51及语音电路的接口 　　DTMF信号发送/接收电路采用MITEL公司推出的专门用于处理DTNF信号的专用集成电路MT8880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5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，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。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。 　　ISDl420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；无须后备电源，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。在本设计中，因需要四段报警提示语音，因此在语音分段方法设计时均将每段语音设为5s，其起始地址分别为00000000B、00101000B、01010000B、01111000B。 　　ISD1402的数据口A3、A4、A5、A6分别接单片机端口扩展芯片8255的PB0、PB1、PB2、PB3口，A0、A1、A2、A7接地，PLAYL接8255的PB5脚，SP经电容C14将语音信号偶合后送去 电话接口电路。当按下开关SB1，录音指示LED发光并同时开始录音。当有警情时，单片机控制DTMF信号发送/接收电路自动拨打电话，电话接通后单片机根据不同的探测器送来的信号向ISD1420发送要放哪一段录音的指令和放音指令。ISD1420则将语音信号送到电话接口电路，等待放音完毕以后，单片机发送挂机命令，报警完毕。 　　MT8880的D0～D3口分别接8255的PA0～PA3口，CLK2接PA4口，R/W接PA5口，RSO接PA6口，CS接PA7口，IRQ接主控电路处理器89C51的T0口，用来记录各种脉冲的个数。来自语音电路的信号经过R44送到电话线上去。继电器K用来控制摘挂机，晶体管的B极接主控电路处理器89C51的  P1.2口，当P1.2为“1”时，V2导通，继电器K闭合，电话接通，当P1.2为“0”时，V2截止，电话挂机。 　　主控电路处理器89C51的P0口分别接8255的D0～D7口和74HC373的D0～D7口,74HC373的Q0和Q1分别接8255的A0和A1,89C51的P2.5、P2.6、P2.7分别接74HC138的A、B、C口，74HC138的YO接8255的CS端。 　　 软件设计 　　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，音段周期为0.7s。 　　● 回铃音：4s断ls通的450±25Hz蜂音，音段周期为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计算公式为N=tm/T。其中，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为信号音段周期的导通时间，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3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。在本设计中采用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。随后采用ls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ls，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。如果全部投拨通或者没人接听则把所有预存电话重拨一遍，这样漏报报警的概率就非常低以致可忽略不计。 　　 2 软件流程图及拨号程序 　　自动拨号程序的流程图如图4所示。 　 　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16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。 　 　结论 　　该系统编码解码都用软件方式实现，传输方式采用双向传输。如果发生警情，则向主机发送一数据串，该数据串由以下几个部分组成:4位地址码，8位数据码，1位起始位，1位奇偶校验位。主机接收到数据后首先进行校验，如果数据有错则要求重新发送刚才的数据，直到正确。接收到正确的数据信息后，接下来的工作就是核对地址码，如果地址码与主机设置的地址相同则表明该数据可能是来自本系统外的设备发送的数据，不进行解码，收到与主机设置地址相同的数据才进行解码。