文档介绍：基于AT89S51的新型家庭语音
报警系统设计
现代化居住格局使家庭生活的安全问题显得尤为重要。当前,安全的防范及报警系统是确保住宅、住户安全的重要保障。防盗的最好方法就是在不法分子有入侵企图时就发出语音警告,增加其心理压力,使其主动离开。本系统就是基于这种思想,采用了Atmel公司的AT89S51单片机作为控制核心,以美国ISD公司的ISD1420作为语音芯片的一种新型家庭语音报警系统。
系统工作原理
本系统的工作原理框图如图1所示。不法分子在所防范区域内移动时会引起红外辐射变化。当其所辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器PIS-209S的探测元上时,热释电红外传感器将输出电压信号,然后经信号放大电路放大后送入信号采集与处理电路,经处理后向单片机输出高电平。
由于不法分子一般在门外的时间相对较长,因此使用者可以结合自己家庭附近人流走动情况,通过键盘设置最佳的报警响应时间,以便对他们进行区分。设置完毕后,单片机将根据报警响应时间,对经过信号采集与处理电路的数字信号进行识别,判断是否启动报警。若启动报警,则通过控制已存有报警内容的语音芯片对不法分子进行语音警告,然后重复播放若干次语音报警内容以警醒主人或周围的人,接着对现场进行录音,记录报警时间。同时可以通过键盘上的相应按键查询报警时间,报警时间会显示在液晶屏上。
系统框图各部分介绍
热释电红外传感装置
人体具有约37℃的恒定体温,所以会发出波长约10μm左右的红外线。热释电红外传感器PIS-209S就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。热释电红外传感器是一种新型敏感元件。制造热释电红外传感器的高热材料是一种广谱材料,~20μm。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。此滤波片只允许某些波长范围的红外光通过,而阻止灯光、阳光和其它红外光通过。实际使用中,热释电红外人体感应器前面必须安装菲涅尔透镜。菲涅尔透镜是一种由塑料制成的特殊设计的光学透镜,它可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外传感器上,从而提高传感器的灵敏度,扩大监视范围。它可以产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区,以适应热释电探测元件要求信号不断变化的特性。传感器的两个反向串联的热释电元件轮流感受到运动物体,所以人体的红外辐射以红外脉冲的形式不断改变热释电元件的温度,使之输出一串脉冲信号,若人体在传感器前不动则不会有输出。
信号放大电路
信号放大电路如图2所示。热释电红外传感器PIS-209S将输出电压信号,然后使该信号先通过一个由电阻电容组成的带通滤波器,该滤波器的上限截止频率为16Hz,。由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱(通常仅有1mV左右),而且是一个变化的信号,同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式(脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定,~10Hz左右),所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大。经过通用集成运算放大器LM324两级放大后获得足够的增益,输出VO1信号给信号采集与处理单元电路。
信号采集与处理单元电路
硬件电路如图3所示。信号放大器传出的信号VO1经红外传感信号处理器BISS0001中的运算放大器OP1前置放大后,由电容耦合给运算放大器O