基于ISD4004的家庭语音报警服务系统的设计.pdf

《基于ISD4004的家庭语音报警服务系统的设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ISD4004的家庭语音报警服务系统的设计.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、制作天地基于的家庭语音报警服务系统的设计题要本文介绍 一种适合普通家庭使用的语音报警服 务系统。该系统集报警和语音服务为一体,以单片机为核心,采用语音芯片报警、热释电红外传感器作检测元件,具有成本低、报警可靠性高、方便实用等特点。本文详细介绍其软硬件设计。安防的最好方法,是在不法分子有入侵企图时通过各种警告方式,增加其心理压力,使之主动离开。在警告失效的情况下,可以记录入侵时间、进行现场录音,然后通过电话或其他方式通知主人或报警中心。本设计除了上述功能外,还增加了个性化、方便实用的语音服务功能。该设计制作成本低、安装方便,对门窗几乎没有破坏,防盗可靠性高、播放的语音清晰,适于一般家庭使用。裘有

2、斌张国忠陈丰伟高杰为人机接口。工作时,热释电红外传感器不断地采集警戒区的红外信号,当出现人体红外信号时,信号处理电路向单片机输出高电平。通常,不法分子在门外呆的时间较长,使用者可根据家庭环境及人流情况通过键盘设置最佳的报警响应时间,以便区分是正常过路和不法分子。设置完毕后,单片机将根据报警响应时间对来自信号处理电路的数字信号进行处理,决定是否启动报警。若启动报警,则控制语音芯片发出警告,然后重复播放若干次语音报警内容以警示主人或周围的人,对现场进行录音并记录报警时间,同时在数码管上显示报警次数。其记录的内容可以通过按键查询,以便破案。可以个性化地通过键盘预先设置不同的语音服务模式。如可设置成外

3、出模式、暂时离开模式、在家模式、免打扰模式等。当有人按下门铃时,可根据设置的模式 自动播放不同的语音内容,既方便了主人,又方便了客人。一、工作原理如图所示,系统主要由报警子系统和语音服务子系统两部分组成。报警子系统采用热释电红外传感器作 报 警信号采集,单片机为主控制器,语音芯片作为报警和语音服务执行装置以键盘和数码管作二、硬件设计电路主要由信号采集与处理模块、语音录放模块和键盘显示模块三部分组成。选用单片机作主控制器。信号采集与处理模块设计采用热释电红外传感器检测人体信号,采用红外传感信号专用处理芯片旧对所采集的信号进行初步处理。电路见图的、分别为电源、地和电压输出端。的输出信号接单片机,供

4、其读取和进行处理。热释电传感器以非接触方式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,它还能鉴别出运动的生物与其他非生立至单片机肛旧盯一一一、一一一一一一一一一一一人人人人人人人人人人人人人人人人人人人曰曰一、一一一一雇望望飞飞飞票票 盆妥妥妥妥妥妥妥图,系统整体结构图图信号采集与处理电路图电子翻作年,翔介制作天地燕泪经。犷释。艺物。实际使用时,热释电传感器前面 必须安装菲涅尔透镜,将人体辐射的红外线聚焦到热释 电红外探测元上,同时产生交变的红外辐射高灵敏区和盲区,以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性。实验证明,若不加菲涅耳透镜,热释电红外传感器的检测距离仅左右 检测人体走过,配上菲涅耳

5、透镜后,检测距离可增加 到,甚至以上。由于热释电传感器的输出信号变化缓慢、幅值小,故专用信号处即八加加加厂厂从闪幼从心冈冈幼一沈一切为为为为属属仁彗 几几冈冈一侧夕州州护月拓拓拓一人八八八八八八八八八八八八八八八八八监八目州人月解冲阳从帕二二日日时,奋奋奋八翻门丽一,图录放模块硬件连接图肛理器一般分三步对信号进行处理,即滤波放大窗口比较噪声抑制及数字信号处理。创洲是由运放、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器,以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用电路。其内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰。通过将管脚置或置可将其设置为可重复触发或不可重复触发方式两种工作方式。本系统选择可重复触发方式。在将传感的

6、输出信号进行预处理后,通过双向鉴幅器可检出有效触发信号。在可重复触发方式下,可重复触发为有效状态,并使在延时周期内一直保持有效状态。可通过、调节。在时间内,只要发生上跳变,则有效状态将从,上跳变时刻起延长一个周期若保持状态,则一直保持有效状态若,保持状态,则在周期结束后将恢复为无效状态,并且在封锁时间内,的任何变化都不能将触发为有效状态。语音录放模块设计语音录放模块的硬件电路如图所示。为麦克风,用于语音录人。选用集成功率放大器作为扬声器玲的驱动电路,的、脚间外接林旁路电容可以将电路的放大倍数提高到倍。只的工作电压通过图所示电路获得。中汉抖语音芯片加了了了了了图电源电路孙语音芯片内含晶体振荡器、

7、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储陈列等,只需很少的外围器件就可构成完整的声音录放系统。接口,录放音时间长、音质好、记录的内容断电后不丢失。语音内容分段存储,通过编程,可以选定任一段作为录音、放音的起始地址。抖主要管脚如下区片选端,低电平有效、,电源端,音频输出端,可驱动负载、一,录音信号同相、反相输人端,串行输人端,时钟输人端,由主控制器产生,用于同步和的数据传输,自动静噪音控制端、,地线。接口的同步串行扩展接口共使用条信号线主机输出片选线、串行时钟线、主机输出从机输人的信号线,以及主机输人从机输出的信号线。接口在主机方式下数据传送的最高速率达。由于没有

8、接口,所以用口模拟接口与中汉抖进行数据传输。因为无主机输人,不需要线,所以将片选、主机输出从机输入的信号线、串行时钟分别接在单片机、即、口。抖通过接口传输数据的步骤如下年,翔电子作串行数据传输开始于下降沿,在数据传输期间,必须保持为低电平从控制器发出 至引脚的数据,在上升沿被锁存入巧,在下降沿,将抖中送出的数据放到引脚,供控制器读取侧又从控制器输人指令和地址后才能开始录放操作指令格式是位控制码加位地址码,或位控制码不带地址码以”在进行任何操作时,如果遇到或,则产生一个中断,该中断状态在下一个周期开始时被清除所有指令操作都在端为高时执行。总线的发送时序图如图所示。根据的传输指令表可以方 便 地对

9、只进行操作。健盘显示模块采用行列矩阵式非编码键盘和四位数码管显示。门铃按钮接外中断卿口。语音录放采用软件模拟口的方式实现同之间的数据传输。下面给出部分关键程序。气片选图总线发送时序图阶数据线时钟记放音操作上电操作延时设放音地址以放音你连续放音录音操作卯叮以设置录音地址录音录音一分钟即廿准二服为上电指令传送三、系统软件设计软件的主要任务是实现对热释电红外传感模块输出的数字信号的处理、语音服务的实现,以及进行适时语音录放。软件流程如图所示。单片机每隔一个时间读一次的状态,若为低电平,继续读取,若为高电平则开始计数,如果持续检测到叮个高电平,说明在这段时间里一直有人为输入的报警响应时间,于是开始执行

10、报警的相关操作。使用者可以根据实际情况设置值,以获得最好的报警效果。初初始化化愉愉入报奋晌应时间间和和当前时间间红红外值号祖测测设设语音般务祖式式按按按按按按按按按按按按下门铃铃语语音,告,报,显显示报次数,存存存抽放相应摘式语音音储储报甘时间间间间理理场录音音维维绪检测测图系统软件流程图单片机控制只放音时,必须严格按照以下步骤操作首先调用上电指令,然后延时以上,接着设置放音起始地址在抖中,每段语音对应一个起始地址和调用放音指令。系统调试时,可以首先测量中叹科的工作电压是否为,如果是则进人下级调试。再看是否可以送人放音地址、是否可以放音,可以采取测量脚的电压的方法来判断,若为该脚电压左右,说明

11、可以读人放音地址如果没有听到放音,则查后级放音电路是否有问题。语音服务功能具有较高的实用价值。根据图可以了解其实现步骤。即采用中断方式进行模式设定,使用者先按下一个和单片机外部中断口连接的按键,产生中断,单片机响应中断进人模式设定子程序,通过键盘进行完模式设定后,返回检测子程序。如主人不希望他人打扰,可设置为模式,当有人弓电子作侧拍年,翔犷劝更了鑫八公挤、心溉一奋刘 浅几班汽灌川制作天地本串联式多路开关稳压电源恒流源具有、巧、一、一和一路恒流输出,是为全国大学生 电子设计竞赛提供的一套多路电源,用以满足不同题目的需要。多路稳压电源系统一、概述本系统包括变压器、整流器、以及电阻、电容、电解若干、

12、实验板一块。其电路如图所示。万冬。经滤波电容直接输出,一路送逆变成一。串联式多路开关稳压电源中系列稳压器能在输出电压为一的范围内可调,为了使调整范围变宽,需要用两个系列稳压器串联。将和一分别接入和,再经输出恒定直流。二、工作原理该电路原理框图如图所示。交流电通过变压器降压到约巧,再桥式整流电路变成不稳定的直流。从中取出负电压送稳压到一取出正电压送电源稳压块得到。该稳压块可通过控制端的电位器改变分压比,调节输出电压。一方面接滤波电容直接输出,另一方面送稳压到三、系统特点及优势本系统采用开关电源模块实现,不但在宽范围内连续线性可调,而且大幅提高了电源的工作效率,保证将来设计作品的实用性,满足了竞赛

13、的全面需求,各模块的选择也经过周密考虑,保证竞赛需要。集成本系统内的恒流源设计紧凑、巧妙,在特定电路中将起到重要作用。另外,本系统中所选用的元器件均为市场常见。本电源系统的稳定性也经过了实践考验,年全国大学生电子设计竞赛题全国一等奖的作品采用的就是该电源电路。四、元件介绍本电源系统中采用了多种稳压芯片,下面分别介绍一下,以便大家灵活应用。单片式开关才豁压器开关电源体积小、重量轻、变换效率高,广泛应用于电子设备中。除具有线性电源宽范围连续可调的优点外,也使电源效率得到大幅提升。因其在负甘沈沈布布布布布布布布布们靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡靡个今

14、乞乞乞口。二巨巨巨巨巨巨巨巨琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶琶”写写甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲 二代代工工工工工工工中中中中中中中中中中下下下下下下下“鉴勇”,川“牛尝一明匕匕匕沈“”弋弋,、【图多路电源原理图载较轻时不加散热器也能正常工作,又使整机的重量和体积有所减少。一是美国公司生产的单片降压式 开关稳压器,按门铃时,播放预置内容,如“对不起,主人正在休息,请稍候再四、结语来。”根据使用需要,用户可以将实际使用证明,该系统操作简单、方便实用、工作稳定、可靠性高。对于普自己的声音,甚至音乐录人语音通家庭很实用,具有较好的推广价值。当然,在本系统的基础上可以通过增加芯片中,通过不同的模式设定实传感器数目实现多目标检测,也可以通过与上位机的通信将报警信息传给主现多种语音服务。人或小区管理人员。创拍年,翔电子创作