原创 一种简单实用的电话报警系统的设计

摘要：采用电话线作为传输介质，利用单片机与PC机之间的串行通信及电信部门提供的来电显示业务自动拨号电话报警，并由PC机接收和处理报警信息，采用可视化编程软件VB，可以做到使系统功能丰富、方便使用。本文介绍了具有上述功能的电话报警系统的组成及软硬件的实现方法。电子园51单片机学习网E!p6S5xN o!@

2i4Kn'o:BjZq,h44606关键词：电话报警；来电显示；单片机；PC机电子园51单片机学习网 B$b+RHs^ m+s

电子园51单片机学习网'}c4C DJw7UV*U

 电子园51单片机学习网 n(j w.Q0y

电子园51单片机学习网,Bb\f;W(B

0 引言电子园51单片机学习网1bl:C8~U

电子园51单片机学习网Y4nm"z:w

目前,采用电话线作为传输媒体的远程监控和报警系统很多，相关的研究也较多[1，2]。此类系统一般由用户端的报警装置和报警受理中心的接收装置、微机等组成。报警器完成自动摘机、拨号、电话信号音的判断以及数据的传送，由接收端实现自动摘机、信号解调及解码，这些系统要求可靠性高、性能稳定。报警监控计算机通过调制解调器接收用户终端的报警信息后，利用电信部门提供的来电显示业务,通过适当的编程可提取电话号码、报警日期、时间等信息，根据这些信息还可从数据库中调出更多的用户信息，这样可以简化接收端的硬件电路、降低成本、提高可靠性，同时可以做到使值班人员了解更多的报警信息，也可供日后查询。本文设计的报警系统简单实用，计算机软件采用可视化软件VB编程后，监控端操作变得更为方便且功能丰富。本报警系统可应用于派出所、储蓄所、连锁超市等部门。电子园51单片机学习网H\Ht7\_o

Y(U+\ h't!b446061 系统结构及原理

4i2x,R4~}44606

Z+j Yr1m6U ~446061.1系统总体结构框图电子园51单片机学习网8XC6ftf\

电子园51单片机学习网k hrZ3Ls0l/I t

系统总体结构框图如图1所示：电子园51单片机学习网eys:X5C/A`4k*Y,A

电子园51单片机学习网+FDAii(k&y*Q9d,c Y?

o]x7mx(F9ZQG^44606

*ap'nW D9s-k:i3h44606

hYU3c8rT%S1C44606

\zV zJ2m"lA-_ c?44606图１  系统总体结构框图电子园51单片机学习网6g1Z6I f^~

R1[E#pMh zw7n2q44606报警探头有信号输出时，报警器驱动摘机电路进行模拟摘机，并检测电话线有没有拨号音，若没有拨号音，则挂机后重新摘机，直到有拨号音为止。有拨号音就拨报警受理中心电话号码，若拨号后检测到忙音，则挂机5秒中后重新摘机拨号，直至拨通为止。电话拨通后终端交换机在第一次振铃和第二次振铃间隔期间，将主叫号码信息以FSK方式（或DTMF方式）传送给被叫用户（报警受理中心）终端设备。受理中心接收两次振铃音后自动摘机，报警端检测到受理中心的摘机信息后发出报警信息，同时驱动监听电路，向线路发出现场监听信号。报警端检测到接警中心挂机信息后进行挂机并结束报警。受理中心PC机通过调制解调器接收主叫号码信息后发出报警声，并在PC机显示器上显示用户名称、编号、单位、地址等信息。对现场声音可以一边监听一边进行录音。监听结束后挂机。接收报警后将所有信息及录音内容储存起来，便于管理和以后的调用。

Ay#gI{44606电子园51单片机学习网%?Fm g#X\!l

1.2报警器结构图电子园51单片机学习网)H:N/pD"L1Z8K&D

ovt)Gc~*mZ~a44606报警器结构图如图2所示：

N3B Za4y&_)V1Z)r44606

@6k-l~~j4p4['V+f)s44606 电子园51单片机学习网&@k5t"S#f+e8]9ODll

!I4TS6]TDtk[5wg!L44606       

NX%? f5u44606

2_xX/m ]&S+E44606图２  报警器结构图电子园51单片机学习网*W3v6Y fGF(R

2S&X6g$m ?'| lx"v*f44606 

bs"tu/A&hu44606电子园51单片机学习网(d6VA/t ?}q

由单片机 AT89C2051的 P1.4～P1.7检测报警信号，当报警信号变为低电平时，置P3.5为低电平驱动摘机电路,通过MT8888进行信号音检测和拨号,当检测有受理中心摘机信号

I X6VT'p!~Q44606电子园51单片机学习网[/P,L ~ Y

时，以DTMF方式输出报警类型、探头位置的编码，当检测到被叫用户挂机信号（催挂音）时立即挂机，结束报警。

P'`6Lk)jj44606电子园51单片机学习网z3QxE-{d

2 系统硬件

'a|W0b'k:IeK44606电子园51单片机学习网gy3^.s?&YC:O7s

2.1摘挂机与通话电路电子园51单片机学习网 r9e HbO)[M"P

电子园51单片机学习网&m'Af Fe | n+h

电路原理图如图3所示。

4c:X+_|VL#M$c44606电子园51单片机学习网I#ng0M:]4e$?F

电子园51单片机学习网.P'W0vR9B%I

电子园51单片机学习网 T,S1Bw;P3P[

)k;y1y E(b&L$_ A44606

oaikY J.X%VS k44606                     图3　摘挂机与通话电路原理图电子园51单片机学习网 aX)Mx~3PCVxB}

电子园51单片机学习网;rW0} Rb3}z

 电子园51单片机学习网's nS?T5Vs

1p{&zy4B~44606通过Q3和继电器J实现电话的摘挂机控制，T1为1﹕1隔离耦合变压器，传输电话线路信号音和DTMF信号以及监听信号。由R2和T1初级组成模拟摘机直流负载，摘机电流为30mA。用稳压管ZD1限幅摘挂机时T1次级上产生的反向电动势。电子园51单片机学习网\y,~&G6]F*zz

电子园51单片机学习网x M!|:Sy(z(Z,LL'N

 电子园51单片机学习网r"\)\}YC"CwV

电子园51单片机学习网OG H.qz d

2.2信号音检测与拨号电路电子园51单片机学习网 G^$zf4z|1R

V$BY/c"_B|*Mf7Lp@,b44606电路原理图如图4所示。

6y)M c-E0m-_44606

N3ni7w,cv'B44606                      

5D3LeI}uO*U`44606

j4vAq$q)Q44606 图4  信号音检测与拨号电路原理图电子园51单片机学习网 W"^ hqrE4h2t)y

电子园51单片机学习网-W L7Xkk*tb ~'B

MT8888是一种具有同Intel微处理器兼容接口的功能较强的双音多频发送和接收器件[3]，利用它可实现DTMF数据收发与信号音的判断功能。DTMF发送比较简单，本文不再说明。图中的D0～D3 接AT89C2051的P1.0～P1.3。MT8888的IRQ/CP端与AT89C2051的T0连接，IRQ/CP端输出同TONE端输入的正弦波一一对应的方波，记方波的个数即可判断各种信号音。当判断信号音时，MT8888设置为信号音判断模式（CALL模式），然后启动T0计数器对IRQ/CP端输出的信号进行计数，因为回铃音为1秒通4秒断的信号所以记数时间为5秒。又因为拨号音为450Hz连续信号，忙音为0.35秒通0.35秒断,回铃音为1秒通4秒断,如果计数值大于2050小于2450（450*5=2250）则为拨号音,计数值925～1325（450*5/2=1125）为忙音,250～650(450*1=450)为回铃音，催挂音为连续的950Hz正弦波，所以记数值大于4000。记数值的范围可以适当调整，本文采用了上下200个误差。当要发送DTMF信号时，将MT8888设置为DTMF发送模式。电子园51单片机学习网7u(zgSdF

电子园51单片机学习网 `'l|+dV

2.3接收部分电子园51单片机学习网i b8O*q-f:i$c8HV

电子园51单片机学习网s1sW^4q ]D]K

接收终端用一块支持来电显示的调制解调器来接收报警终端的电话号码以及各种信息。选择调制解调器时要确认是否具有来电显示功能，判断不出时可利用AT命令进行以下判断。安装好调制解调器后运行WINDOWS自带的超级终端通信软件建立同调制解调器的通信，此时要注意选择好所连调制解调器的串行口。首先输入ATI0命令并确认调制解调器的回应，若有回应（如56000代表是56K MODEM）就说明已同调制解调器建立好正常通信。再发送AT+VCID=？命令，若调制解调器回复是+VCID: 0,1,2就说明此调制解调器具有来电显示功能，若回复是ERROR则说明不具有来电显示功能需要换一个调制解调器。国内使用的大部分交换机数据传送采用FSK方式，有些交换机采用DTMF方式。电子园51单片机学习网tF&x:A\

x LV}6d446063       系统软件电子园51单片机学习网0G7O+fvV.g-h K

I io"mv]-e3g44606包括单片机编程和接收端编程。

B/V9T!@R&h3O V:zh)A{44606

&Gwd{3A%JH2Y44606接收端编程简介如下：电子园51单片机学习网-D3}f-T Wy FW!m

dq-[0J"XO44606计算机软件可用VB进行设计，用VB实现界面设计以及微机与调制解调器的串行通信。设计关键为来电信息的捕捉。同调制解调器的通信使用Microsoft通信控件MSComm。对于调制解调器的操作要用AT命令去实现，编程时要参考关于AT命令的有关资料，工作时首先要将调制解调器所对应的串行口打开，如MSComm1.PortOpen = True，然后要使调制解调器工作在可接收FSK信号的模式，如MSComm1.Output = "at+vcid=1" + Chr(13)其中at+vcid=1表示启用呼叫者标识，此命令使调制解调器工作在带格式的呼叫者报告模式。完成上述设置后即可从调制解调器所对应的串行口接收来电显示信息，调制解调器接收的来电显示信息的格式为“DATE = 月日回车换行TIME = 时分回车换行NMBR = 电话号码回车换行”，故编程时将其中的电话号码提取出即可。接收采用Mscomm控件的OnComm事件来接收，所接收数据类型为Byte型。根据提取出的电话号码，从事先建立好的数据库中调出详细的报警信息并显示到PC机显示器上，如日期、时间、报警地点、联系人、联系电话等信息。如有必要还可以制作电子地图，将报警地点显示出来。电子园51单片机学习网&rcwm n#WVC

&A?@~&Dw446064       结论电子园51单片机学习网0{!gg8o;e)l

pD^SE `~x.Vu44606本文介绍了一种利用公用电话线作为传输媒介的简单可靠、使用方便的报警系统。在监控端利用VB编程，从来电显示信息中提取报警电话号码后，可在PC机显示器上显示报警的详细信息。本系统功能丰富、操作方便，具有较强的使用价值。

Cx0x.c'M*B/z8h8P]n]44606电子园51单片机学习网1y3aCd+|+I @ l&_

                                参考文献

:I%hO'Cw5^:SX44606电子园51单片机学习网axT$@]V'Hn

[1]  王芳 等，住宅防火智能电话报警系统设计[J]，河南师范大学学报（自然科学版），2004，32（3）：121～123电子园51单片机学习网0@%tiHO#o k}

电子园51单片机学习网o-HM'g!\ cNyW/z e

[2]  王萍，林善明，刘玉宏.单片机控制MODEM实现电话远程报警[J]，微计算机信息，2002，18（8）

C(p e,Wdl$^44606电子园51单片机学习网 s.` x0UJ

[3]  温强，赖志昌，王丽慧. 双音多频发送接收器MT8888及其应用，自动化技术与应用,2000（2）：47～51

nnM6S0z T Y m44606

#ICWxG O+Q:l0QgI44606[4]  William buchanan.  PC接口通信与Windows编程[M]，北京：中国电力出版社,2001.

*B ^.{,H*?#z }*j44606