本智能報警系統充分利用現有電話網絡進行設計，利用電話鍵盤操作電路、振鈴識別電路、異地留言電路、自動識別主被叫摘掛機電路、雙音頻撥號(自振鈴)電路等，解決報警不及時、漏報、誤報等問題，并能提高電話接通率。主要用于家庭、店鋪、辦公室、具有貴重物品場所的防盜報警。
1 總體設計方案
1．1 技術要求
經過調查研究，從技術上認真分析，認為需滿足下列六條技術要求，方能實現功能完善、操作方便這兩個主要目標。
(1)報警器靈敏度要高，又要求防止誤報；
(2)事故地點(報警站)與被呼叫對象(接收站)之間的空間距離應不受限制；
(3)語音和數字信息在同一條信道上傳輸；
(4)由于用戶環境不同，配合使用的傳感器類型及數量亦不相同；
(5)用E2PRoM固化程序；
(6)如因故死機，應能正常恢復運行。根據上述要求，構成如圖1所示的系統框圖。
1．2 系統主要功能
(1)當室內有警情發生時(如有人非法進入室內、煤氣泄漏、火災等)，智能電話報警系統能及時地通過各種傳感器獲知警情，對警情的種類進行判斷，并立即自動順序撥打預設的2個電話號碼。在撥號后，首先判斷對方是否摘機，如是，則根據不同的警情播放相應的錄制好的語音報警內容；否則，掛機后撥下一組預置電話，直至2個電話全部接通。
(2)本報警器內置電話撥號系統，能向用戶指定的2個電話機發送發生事故的地點、用戶姓名、電話號碼等信息的語音或數字報警信息，使警情得到及時處理。2個電話機類型包括手機、傳呼機、家用電話機。通過電話機的撥號盤就可輸入2條精簡指令及用戶信息，就像操作計算器一樣簡單。由于采用數字錄音技術，用戶可自行錄入語音，反復錄放，分2段存儲、播放。設有外出布防、留守撤防兩種狀態，適用于家中有人、無人兩種情況。
(3)斷電后，本報警器的備用電池立即自動啟用。
(4)當電話被盜打時，能及時報警。
2 技術措施
(1)采用公用電話線作為信息傳輸媒體，不用無線方式。
(2)傳送報警信息用語音方式或數字信息方式，可在電話機上收聽，使用方便。
(3)報警器設有修改用戶密碼的電路，可以在很遠的地方通過電話線路修改自己家中的電話報警器的密碼．遠程控制報警器的設防或撤防操作。
(4)安裝看門狗電路，因故死機后能恢復正常運行。
(5)在E2PROM中寫入2條精簡指令，斷電后可以永久保存。
3 智能電話報警器硬件設計
智能電話報警器硬件部分由撥號電路、自動摘掛機電路、信號音檢測電路、語音錄放電路、報警電路和看門狗電路等部分組成的。
3．1 主要電路設計
3．1．1 撥號電路
撥號電路采用HT9170和HT9200A分別作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發生器。自動撥號芯片采用串行式DTMF撥號芯片HT9200A，接收CPU送入的電話號碼并向電話線送出雙音多頻信號，以使主叫和被叫用戶之間建立聯接。HT9200A的每一種輸出頻率由5位(D4～D0)不同的位碼組合決定。當片選信號CE為低電平時，CPU通過P0．5口向HT9200A的數據輸入端DATA串行輸入5位編碼，在CLK的下降沿將數據鎖存，并從輸出端DTMF通過模擬開關向電話線輸送DTMF音調的撥號信號。
3．1．2 信號發生器HT9200A
HT9200A是一種串行式DTMF信號發生器，具有良好的溫度適應性，其工作溫度范圍為-20～+70℃，采用8引腳DIP或SOP封裝。
3．1．3 信號接收器HT9170
HT9170集成了數字解碼器和帶濾波器功能的雙音頻DTMF接收器，可工作在掉電模式和抑制模式下。HT9170采用數字化計算方法識別，將16倍的DTMF音頻解碼后轉化為4位代碼輸出。高精度的轉換電容濾波器將音頻DTMF信號分離為低頻信號和高頻信號，自帶撥號音頻阻波電路可省去前置濾波器所需的阻波電路。
3．1．4 自動摘掛機電路
自動摘掛機電路如圖2所示。由三極管反相放大電路和繼電器組成。系統檢測信號電平為0～3．5 V，當系統檢測到報警信號時，主控系統使PICK變為高電平，三極管導通，繼電器吸合，K1接通，系統自動摘機。當用戶執行完命令操作之后(如向外報警過程完成后)，主控系統給PICK一個低電平，三極管截止，繼電器釋放，開關K1斷開，自動掛機。
3．1．5 信號音檢測電路
電話系統撥號音，回鈴音和忙音的音源頻率平均為450 Hz(±25 Hz)，只是斷續比不同，且在時間上有明顯差異(撥號音為450±25 Hz連續信號，忙音為0．35 s通，0．35 s斷，回鈴音為1 s通，4 s斷)。故信號音為模擬信號。信號音檢測電路需完成模擬量到數字量的轉換。信號檢測電路見圖3。采用光電耦合器檢測信號，電阻R1，R2用于分壓，R3，D用于分流，各元件的參數如圖中標注。信號經光耦后輸出負脈沖信號，輸出采用帶施密特觸發的反相器74LS19進行信號處理，轉變成數字信號，供主控系統計數。
計數時間為5 s，撥號音的計數下限為(450-25)×5=2 125，計數上限為(450+25)×5=2 375，即計數范圍為2 125～2 375。同理，忙音的計數范圍為1 041～1 212，回鈴音的計數范圍為425～475，無信號音的計數值應為0。故系統采用不同信號音相鄰計數界限的中間值來區分不同的信號音。
3．2 語音錄放電路
系統的語音錄放電路選用單片機語音錄放電路系列集成電路ISD1420，ISD1420為美國ISD公司推出的產品，單片錄放時間為8～20 s，音質好。ISD1420采用CMOS技術，內含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅動及E2PROM陣列。最小的錄放系統僅需麥克風、喇叭、兩個按鈕、電源及少量電阻電容。在錄放操作結束后，器件自動進入低功耗節電模式，功耗僅0．5μW。
電路的放音過程是由單片機AT89C51的P1～P7口給ISD1420的PLAYL口一個高電平，觸發電路放音；給一個低電平，停止放音。
3．3 報警信號探測電路
報警信號探測電路如圖4所示。本系統選用AMN型熱釋電紅外傳感器進行探測。用性能較好的OP-07放大信號，用單電源供電，放大倍數設為10(Au=R2／R1=10)，當有人進入其探測范圍時，傳感器的2號管腳輸出正向電平，經放大后產生報警啟動信號送主控制電路。
4 智能電話報警器的軟件設計
軟件部分主要通過匯編語言編程，控制單片機AT89C51的P0，P1，P2，P3口的高低電位從而達到報警目的。首先單片機初始化，單片機AT89C51的P3．2口開始檢測報警信號，當P3．2口檢測到一個高電平時，表示有報警信號輸入，這時P0．0口給出一個高電平信號，使系統的自動摘掛機電路自動摘機，同時撥號電路也處在了撥號狀態。如果單片機的T0口記數結果是允許撥號，則P2輸出一組電平信號使撥號電路自動撥110報警，否則掛機。當撥號成功后，單片機的P1．7口給一個高電平信號，觸發放音電路自動播放預先儲存在ISD1420中的報警內容。報警結束后，單片機的P0．0口給一個低電平信號，系統自動掛機，完成整個報警過程。軟件流程如圖5所示。
5 結 語
經過安裝與調試，本電話自動報警器實現了以下功能：
(1)本系統與電話機并聯，只在報警期間占用電話線路，報警結束后系統與電話線路脫離，不影響電話機的正常使用，利用公共通信網作傳輸媒體，只要安裝了電話的用戶，即可安裝此報警器。
(2)本報警器具有自動、快速、準確的特點，當警情發生時，能夠自動撥打110，對方摘機后自動播放已錄制好的語音報警內容。若遇到對方占線，能自動摘掛機，并能按照撥號、檢測、放音的順序自動循環。
(3)傳統報警系統大都存在同時報警爭信道問題。而本報警器由于利用公共通信網，此問題得到圓滿解決，不會造成混亂，保證報警可靠。