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红外防盗报警系统,基于WT588D设计方案分享 评论(0) 收藏(0
所属分类:基础电路 数字电路
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1 概述
       随着社会经济的不断发展,人们对防盗,防劫,安保设备的需求量大大增加,对其功能的要求也越来越苛刻,人们不但希望其能实现简单的报警,更希望报警声音更加人性化与智能化。作者针对上述问题,采用单片机控制技术,将STC单片机,WT588D语音集成芯片,热释电红外检测设备有机地结合在一起,研制出一种新型带有语音提供功能的智能防盗报警器。该报警器可以对非法侵入进行分阶段智能语音警示,当非法侵入在收到语音警示仍未离开,报警器将开始启动报警信号。以下就该报警器的功能,工作原理,硬件及软件设计作进一步阐述。


2 WT588D 语音芯片阐述
       WT588D 语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。依据外挂或内置的 SPI-Flash 的不同,播放时长也不 同,支持 2M~32Mbit 的 SPI-Flash 存储器。支持 DAC/PWM 两种输出方式,通过专业的上位机软件,随意组合语音,可插入静音,插入 的静音不占用内存容量。在三线串口控制模式下,能控制语音播放,停止,循环播放和音量大小,或者直接触发 0~219 地址位的任意 语音,三线串口控制控制端口扩展输出可以扩展输出 8 位。PWM 和 DAC 输出方式,PWM 输出可直接推动 0.5W 的扬声器,DAC 输出 外接功放,音质好。

图 1  WT588D 语音芯片应用框图
3 系统原理及特点
该红外防盗报警系统主要由以下三大部分组成:
3.1 红外热释电传感器
      红外热释电传感器主要由两个关键性元件,一个是热释电传感器,他能将波长为 8—12um 的红外信号变化为电信号,并对自然 界的白光有抑制作用。另外一个器件是菲涅尔透镜,菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用,二是将警戒区分为若干个明区和暗 区,使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电传感器上产生变化的红外信号,这样就能产生变化的电信号。
3.2 单片机为核心的处理系统
       单片机将热释电传感器产生的变化电信号进行捕获,如有有非法侵入,单片机立即进行响应,控制 WT588D语音芯片输出响应 的报警语音。
3.3 WT588D 语音报警系统。
       该部分以 WT588D 为核心,通过外设 Flash 芯片,可以存储不同长度的语音信号。通过三线串口方式接受单片机指令,播放不同 地址字段的语音信号,将非法入侵区别对待。
4 系统硬件设计实现
       用 STC12C5616AD 作 CPU,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代 8051 单片机,指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 8-12 倍。 内部集成 MAX810 专用复位电路,4 路 PWM,8 路高速 10 位 A/D 转换,针对电机控制,强干扰场合。片上集成 768 字节 RAM,用户应 用程序空间为 16K 字节。采用了单片机控制技术,对于系统功能的多样性,智能化起着关键性的作用。

图 2
      单片机通过三线串口控制模式控制语音芯片输出相应音频信号,三线串口控制模式由三条通信线组成,分别是片选 CS,数据 DATA,时钟 CLK,时序根据标准 SPI 通信方式。通过三线串口可以实现语音芯片命令控制,语音播放。复位信号在发码前 先拉低 5ms,然后拉高等待 17ms。工作时 Reset需要一直保持高电平。上图MCU 控制电路如图 3 所示:

图 3
       为了保证程序运行的可靠性,系统添加了外部看门狗芯片 MAX813L,程序正常运行时不断给 DOG 管脚取反,达到“喂狗”的目 的,一旦 STC 单片程序跑飞,MAX813L 芯片 DOG 管脚没有及时取反,单片机 RST 管脚就会被复位,程序重新启动,保证了程序的可 靠运行。当红外热释电传感器检测到非法入侵时,会通过 Header2 的 INT1,INT2 以中断的方式告知单片机,单片机通过分析处理,控制WT588D播放相应警示声音。
5 系统软件设计实现
本应用系统以 STC 宏晶单片机为核心控制器,其核心控制代码如下:
#include
#define uchar unsigned char   //声音大小选择数组
uchar code volume[]={0xE0,0xE1,0xE2,0xE3,0xE4,0xEe5,0xE6,0xE7}; sbit SDA=P1^1; //定义P1^1 为DATA 数据
sbit CS=P1^0;  //定义P1^0 为CS 片选
sbit SCL=P3^7;          //定义P3^7 为CLK 时钟
void Send_threelines(uchar addr)   //命令,语言地址发送命令
{        uchar i; CS=0;
delayus(200); for(i=0;i<8;i++)
{
SCL=0;
if(addr&1) SDA=1; else SDA=0; addr=addr>>1; delayus(15); SCL=1;
delayus(15);
}
CS=1;
delayus(200);
}
void main(void)
{        while(1)
{        Send_threelines(volume[4]);            //音量设置 Send_threelines(0);    //播放地址片段为 0 的wav 文件
}
}
6 总结与展望
      该文研究了基于 WT588D 语音芯片的智能防盗报警系统,使防盗报警更加智能化,人性化。相信随着随着科技的不断进步,国 家对安防事业的不断重视,今后的防盗报警装置将更加微型化,智能化,低功耗化,在灵敏度与准确率上都有很大的提高。

 


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