摘自：《现代电子技术》2004年 第27卷 第5期 No.5Vol.27 2004    更新：2008-07-08

马兴兵1，杨鼎才1，易小葱2，王小建1

(1．燕山大学信息工程学院　河北 秦皇岛　066004；2．大唐电信光通信分公司　四川 成都　610062)

    设计了一种利用热释电红外传感器监测环境变化，进行无线信息传输进而完成电话报警功能的系统，主要用于探测有无外人闯入。该系统的方便性、隐蔽性、稳定性在当前的家庭财产保护、机关等的重要文件安全保护方面具有十分重要的意义。

ANewWirelessMonitor Telephone AlarmSystem Based PyroeletricInfrared Sensor

MA Xingbing1，YANG Dingcai1，YIXiaocong2，WANG Xiaojian1

(1．Institute of Communication and Information Engineering，Yanshan University，Qinhuangdao，066004，China；2．Datang Telecom OpticalCommunication Branch，Chengdu，610062，China)

1．1　元件概述
    本设计中的整个系统由热释电红外传感器、无线发射、接收模块、电话机、双音频拨号器、语音芯片等组成。
1．1．1　热释电红外传感器
    本设计中使用的传感器是热释电红外传感器，其工作电路原理及设计电路如图1所示，在参考文献［1］的基础上进行了一系列的改造。图1中，本文在VCC电源端［2］利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。另外，为了与后边的发射模块F05A的工作模式及环境相吻合，设计中采用了一个NPN结构。可以看出，当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平，OUT连接F05A的14端口。
   
1．1．2　无线发射模块与编码器
　　无线发射模块选取的是F05A［2］，具有体积小，频率稳定度高，一致性好，无需调整频点等特点，特别适合要求体积小、稳定度高的多发/收无线遥控及数据传输系统。　　
    图2是F05A在本设计中的应用电路。编码器采用脉宽比较好的PT2262。PT2262的14脚为控制端，当为高电平时，17脚无信号输出，系统不工作，仅当14脚为低电平，17脚才输出已设定的串行编码和数据位，对F05A进行AM调制发射。其中R2用来调节F05A以便达到最佳发射状态，从而拥有最大的发射距离。在文献［2］中，图2的地址码及数据码的信息来自于单片机，也即是说，是可以随着发送来的码值进行改变，实现的是2个单片机系统之间的信息交换。将控制端口交由图1的OUT端口信号控制，而非单片机。同样，图2中的地址码、数据码作为监控子机的一部分，在制造安装时已经给设定好，不再变化，比如，将地址码、数据码与12 V电压相连，这样发射，接收到的就是固定的地址及数据，地址码就是10000000，数据码是0000，可以根据情况任意设定。可以说，省掉了中间单片机的成本，充分符合了结构简单、降低成本的硬件设计要求。
    
1．1．3　无线接收模块与解码器
　　F05A发射电路的配套接收电路如图3所示。其中：J04C是接收模块，J04D为放大整形模块，解码器采用的是PT2272。作为接收模块，本设计中引用了文献［2］中的电路设计图。
     
1．1．4　MSP430F449中心处理芯片
　　MSP430F449芯片是接收无线接收芯片的地址码和数据码，辨别发生报警的地点，并控制双音频拨号器拨打相应的电话号码，通过监测对方摘机返回按键进行语音信息报警。
1．1．5　电话摘机返回音监测线路
　　在语音报警过程中，使用MT8870模块来监测双音频拨号器拨号后对方摘机返回键，确认返回键后再发放语音报警信息。
1．2　系统工作原理
　　在本设计中，作为安全监测的子机部分(热释电红外传感器、无线发射模块及编码器)在热释电红外传感器探测到人体移动事件存在时，OUT输出电平由高电位转化为低电位，使F05A满足无线发射工作要求(14引脚为低电平)，发射预先设计好的地址码、数据码。前边已经提到，为了使结构简单，在设计过程中，图2的1～8，10～13引脚均与12 V高电平或者另外设定的固定码序列代表的电压值相接，为了保护元件，在连接时，用大电阻串联以起保护作用。这样，当检测到有人移动时，F05A发射对应的信息代码的无线地址码和数据信息。
　　MSP430F449芯片为主机的中心处理芯片，他与图3的PT2272模块连接，使用中断模式接收地址码与数据码数据，进行相应处理并进行报警。在实际应用中，由于子机系统结构简单，成本低，同时为了安全起见，一般在各个房间或者地点分别安置探测装置，每个子机的地址码与数据均不相同，理论上这样可以有212种代码排列，所以一个主机可以为很多子机服务。为了尽量避免信息的丢失，MSP430F449芯片的时钟选值要高。当MSP430F449接收到报警信息时，控制双音频拨号器拨号完成语音信息的自动报警。报警语音事先录制在语音芯片ISD2560中，使用时可以根据实际报警的地点进行具体报警语音的发送，关于双音频拨号器，回音监测及语音芯片的工作原理及在本设计中的具体应用这里不再详述。系统总体结构框架如图4所示。
       

2、系统工作流程
　　系统工作流程图如图5所示。
       
3、结　语
　　本文介绍的热释电红外线传感器探测人体移动进行无线安全电话报警监控的设计方式，结构简单、成本低，可以实现一点与多点之间的信息交流。系统利用无线信息发送、接收的方式使整个报警过程更加隐蔽，子机装备简洁，体积充分满足了小的特点，可以装备在隐蔽的角落，单独为一体。同时主机组成元件也可以集中在一个相对小的版面上，安装在电话机内部，或者别的物体里面，当然，需要电话线的引入。本文只是介绍了热释电红外线传感器监测有无人闯入的情况，对于如温度、湿度传感监测有同样道理，只不过增添相对应的传感器。可以说本设计在隐蔽程度、监控范围、数量上都有一定的改进，赋予一定的时空自由性，具有较高的使用价值。

参考文献
［1］吴英才，林华清．热释电红外传感器在防盗系统中的应用［J］．传感器技术，2002，21(7)：47-48.
［2］张秀珍，戴伏生，毛兴鹏．热释电红外传感器在车辆计数系统中的应用［J］．传感器技术，2000，19(2)：47-49.
［3］毋伟，张静．高稳定无线发射模块F05A［J］．现代通信，1999，(10)：28．