具有互助功能的家庭防盗报警装置技术领域
本发明涉及一种由磁钢、磁传感器、单片机和拨码盘为主要组成元件
具有互助功能的家庭防盗报警装置。
背景技术
家庭防盗报警装置有集中分布式和非集中式两类。目前现有的家庭防
盗报警装置多采用集中分布式，即有一个中央室监控各个房间或家庭，其
传感器多采用红外线传感器。这种报警装置的主要缺陷有二：其一是投资
较大，超过了大多数家庭和单位的经济承受能力。其二是个人选择性差。
即装与不装，装什么样的报警装置都不是由一、两个家庭能决定的。而一
些非集中式的防盗报警器，如美国专利4,335,376，虽然在设计时克服了上
述不足，但是在工作时始终监测门被打开的动作，而不能监测门是否一直
打开的状态，这样就容易产生误报警。其实对于防盗报警装置而言，最好
是打开门延迟一段时间，然后迅速完成识别过程，而不是从开门到报警的
过程中，即在延迟时间内一直进行识别，因为这将增加小偷猜对密码的可
能性，如美国专利4,427,975就有这个问题。
包括上述专利的现有技术家庭防盗报警装置大多是：(1)采用密码式
或编码作为控制端，其电路比较复杂，中间环节较多，容易产生误触发和
触点故障。(2)多采用模拟电路，较少采用数字电路，且识别时间较长，
从而降低了防盗器的可靠性，容易产生误报警。(3)使用麻烦，成本较高，
自选性及抗破坏性差。
发明内容
本发明提供一种具有互助功能的家庭防盗报警装置及其运行控制方
法，它采用单片机数字化控制，磁钢—磁传感器监控，拨码盘设定密码，
其控制流程简单明了，以中断程序报警，使操作应用直观简便，能同时对
门、窗、阳台进行监视，并且自主性较强、成本较低。
本发明具有互助功能的家庭防盗报警装置，包括安装在用户家中的检
测拨码呼叫部分和安装在用户邻居家中的判断控制报警部分，两部分电连
接成一体。检测拨码呼叫部分包括顺序相连的多对磁钢—磁传感器、拨码
盘、整流器、紧急呼叫按扭、本地报警器。判断控制报警部分包括以单片
机为核心、以及电压比较器、门电路的数字控制电路板，还包括呼叫报警
器、备用电池、复位按钮。检测拨码呼叫部分中的多对磁钢—磁传感器并
联，磁钢安装在门扇和窗扇活动部分的边沿，磁传感器安装在与磁钢对应
并且相邻近的门框或窗框上。拨码盘和本地报警器安装在大门边。本地报
警器、呼叫报警器和拨码盘分别与单片机的接口相连，单片机通过控制高
低电平读取拨码盘的数字。所有磁钢—磁传感器通过门电路(或非门和或门)
连接单片机的中断口。外部电源通过整流器或利用备用电池给本装置供
电。
本发明具有互助功能的家庭防盗报警装置通过单片机对硬件电路进行
数字控制，用汇编语言编制其工作程序，采用结构化程序设计，主程序与
子程序相互嵌套，利用中断程序进行报警，控制流程简单明了，操作使用
直观简便。
本发明具有互助功能的家庭防盗报警装置及其操作运行控制方法与现
有技术相比，具有以下显著的技术效果和特点：
1、本发明装置采用数字化控制，可靠性高、自主性强。本装置将硬件和
软件有机地结合起来，在硬件设计上以单片机为核心，采用磁钢、磁传感
器、拨码盘，使识别过程在几微秒内迅速完成，提高了报警装置的可靠性。
它不仅具有智能化的功能，而且可以克服集中分布式报警装置成本昂贵、
安装麻烦、自主性不强等缺陷，具有成本低廉、安装简单、自选性强等特
点。
2、有常用电源和备用电池，安全性好、耗能小。整套装置的常用电源由
用户家的整流部分提供。如果电源的插头被拔掉，则邻居家的备用电池自
动提供电源。由于主要的耗能元件是发声器件，加之单片机绝大多数时间
工作在空闲省电状态，所以在没有小偷进入，即发声器件不响时，整套装
置耗能非常小。
3、操作简便，保密性好。平常用户在家时不需要报警，这时拨码盘拨到
密码数字，经单片机识别后解除警报，装置处于禁止开门中断状态，装置
的运行进入空闲省电状态。当用户需要警戒，如要离开家时，只要把拨码
盘拨到不是密码数字的位置，打开门后，单片机被唤醒并发现拨码盘的数
字不正确，延时一段时间(记为T1，是留给用户开门离开的时间)，单片机
容许开门中断并进入空闲状态。如果门或窗再次被打开，磁钢不与磁感应
器件对准，作为单片机中断源的磁感应信号就会改变电平状态并唤醒单片
机进入中断程序。单片机进入中断后首先是等待一段时间(记为T2，为用
户开门后拨对密码的时间)，然后读取拨码盘的数字。单片机如果读到正确
的密码，则重新进入空闲状态。单片机如果读到的不是密码，这时既可以
让两个发声器件同时发出持续不断的鸣叫，也可以先让用户家的发声器件
鸣叫一段时间(记为T3)，提醒用户再次拨对密码。如果单片机这次读到正
确的密码，则停止鸣叫，否则两处的两个发声器件一起鸣叫。由于单片机
读取拨码盘的时间只有几个指令周期，加之拨码盘数字即密码共有多达几
百种选择，不知道密码的人选对密码的可能性是微乎其微的。
4、有更换备用电池提示。由下文所述实施例可以看出，本发明通过把一
个电压比较器的负输入端接入固定的电平。比较器的输出端接入单片机的
中断口。如果电源低于固定的电压，电压比较器输出低电平，引起中断。
由于中断程序此时密码为空，装置的数字控制电路自动按密码错误进行处
理，致使用户家中的发声器件发出间断的鸣叫，以提醒用户应该更换备用
电池。
5、有互助功能和发出约定求助信号功能。本发明使用户和邻居可以互
助，用户家有一个带锁定的紧急呼叫开关。只要这个开关被间断地按下，
用户邻居家的发声器件被接通并发出间断的鸣叫。用户可以和邻居约定，
这是用户家自己发出的求助信号，而不是有小偷进入用户家。此外，本发
明还可以监视刚学会走路的婴幼儿，当其随便出门时家长和邻居能听到装
置的报警声，以防止婴幼儿外出。
附图说明
图1是本发明装置的电气方框图。
图2是本发明装置主要元器件的布置安装示意图。
图3是本发明检测拨码呼叫部分电气原理图。
图4是本发明判断控制报警部分电气原理图。
图5是本发明装置操作控制主程序的流程图。
图6是本发明装置中断0子程序的流程图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例详细说明本发明内容，包括具有互助功能的
家庭防盗报警装置元器件的布置安装结构、电气原理和操作控制方法。
首先请参见图1和图2，本发明装置包括两部分，即安装在用户家中的
检测拨码呼叫部分I和安装在用户邻居家中的判断控制报警部分II，两部
分以通信电缆3电连接成一体。检测拨码呼叫部分I包括顺序相连的多对
磁钢1—磁传感器8、两个拨码盘9和10、变压器30(见图3，图1和图2
中未表示)、整流器32、紧急呼叫按钮12、本地报警器13。判断控制报警
部分II包括以单片机88为核心的数字控制电路板880，该数字控制电路板
880的主要元器件还包括电压比较器70、门电路87。判断控制报警部分II
还包括呼叫报警器16、备用电池63、复位按钮15。检测拨码呼叫部分I
中的多对磁钢1—磁传感器8并联，磁钢1分别安装在门扇和窗扇5活动
部分的边沿，磁传感器8分别安装在与磁钢1对应并且相邻近的门框或窗
框上，所有磁钢—磁传感器通过或非门87-1和或门87-2连接单片机88
的中断口0(INT0)。拨码盘9和10和本地报警器13安装在大门边。本地报
警器13、呼叫报警器16和拨码盘9和10分别与单片机88的接口相连。
外部电源通过整流器32或利用备用电池63给本装置供电。检测拨码呼叫
部分I中，除磁钢1—磁传感器8之外，其余元器件组装成盒2。判断控制
报警部分II组装成盒4。盒2表面装有拨码盘9和10、紧急呼叫按钮12。
盒4表面装有电源开关14和复位按钮15。
图3是本发明检测拨码呼叫部分I的电气原理图，由电源线11引入
的单相交流电经变压器30降压，经熔断器31到达整流器32整流，电解电
容33和电容34滤波，然后连接发光二极管35和本地报警器13。发光二
极管35的一端通过电阻36接地。本地报警器13的另一端接点J1.5连接单
片机88的P1.5脚。拨码盘9和10的引脚一端分别接接插件17上的接点
J1.7和J1.8，另一端通过二极管39-42和43-46经电阻排18接电源+5V。
图1和图2中的磁钢—磁传感器在这里表示为开关形式，即50、51、52。
其磁传感器的一端接地，另一端通过电阻47、48、49接电源+5V，同时通
过或非门87-1接接点J1.6。紧急呼叫按钮12的一端接地，另一端经电阻
37接电源+5V。
图4是本发明判断控制报警部分II的电气原理图，来自检测拨码呼叫
部分I的电源经二极管60、电解电容61滤波，再与备用电池63经二极管
91、62并联一开关14，然后一起经稳压模块65稳压后给整个装置供电。
单片机88的P1.4脚和P1.5脚分别通过非门79和80连接三极管82和85
的基极，同时还分别经限流电阻73和83接电源+5V。三极管82的集电极
接呼叫报警器16，发射极接地；三极管85的集电极经接点J1.5连接本地
报警器13，发射极接地。电阻值相等的电阻67和68组成一个分压器，电
阻67的一端接二极管91的负极，电阻68的一端接地，电阻67和68的公
共端接电压比较器70的正输入端，电压比较器70的负输入端通过稳压管
71接地，输出端接单片机88的中断口0(INT0)。复位按钮15的一端接电
源+5V，同时通过电容75和电阻76接地，另一端经电阻74与单片机88
的复位脚即RESET脚相连。单片机88的X1和X2脚分别连接到晶体72
的两端，然后再分别经电容77和78接地。或门87-2的输出端接单片机
88的INT0脚。接插件17中的接点J1.7和J1.8通过非门87-3相连接。
图5是本发明具有互助功能的家庭防盗报警装置的运行控制方法，其
运行主程序如下：
(1)开始100，
(2)初始化101，
(3)判断密码是否正确103，
(4)密码正确，则设置标志位105：密码标志位置1、开门标志位清
零、空闲标志位置1，
(5)装置进入省电状态107，
(6)密码不正确，密码标志位清零104，
(7)判断开门标志位是否为1106，
(8)开门标志位为1，则进入中断0子程序200，
(9)开门标志位不为1，则延时100秒108，
(10)允许中断口0中断112，
(11)空闲标志位置1114，
(12)装置进入空闲状态116。
图6是本发明的中断0子程序，其具体流程如下：
(1)进入中断0子程序200，
(2)禁止中断0，延时20秒201，
(3)判断密码是否正确203，
(4)密码正确，恢复中断0，禁止发出响声205，
(5)返回主程序207，
(6)密码不正确，则本地报警器发出响声并延时20秒，P1.5清零
202，
(7)读密码是否正确204，
(8)读密码正确，则返回主程序208，
(9)读密码不正确，则关闭所有中断，P1.4清零，呼叫报警器发出响
声206。
以单片机88为核心的本发明防盗报警装置的控制过程是这样的：当门
或窗打开时，图3中的磁钢—磁传感器50～52至少有一个是断开的，或非
门87-1的输出端为低电平，这个低电平有两个作用：即唤醒单片机88
和使单片机进入中断0子程序200。
1、唤醒单片机88。单片机88在复位后，即主程序开始运行100，首先
完成初始化101，接着判断拨码盘9和10的密码是否正确103，如果是正
确的，则把密码标志位置1和开门标志位清零以及置空闲标志为1，105，
单片机进入空闲省电状态107；如果密码不正确，单片机88清密码标志为
零104，并且判断开门标志是否为1，106。如果是，则进入中断0子程序
200；如果不是，开门标志置位，延时100秒108后，允许中断口0中断
112，然后单片机88的空闲标志位置位114，单片机88进入空闲状态116。
2、如果开门标志位为1，则或非门87-1输出的低电平引起单片机88
进入中断0子程序200。
相对开门而言(通常为秒级)，单片机的唤醒时间非常短(通常为几十毫
秒)，所以从复位到进入中断0子程序在时间上不会发生冲突，因为前面所
说的程序执行时间不会超过开门时间减去复位时间之差。
单片机进入到中断0子程序后，首先禁止中断0，延时20秒201，判
断密码是否正确203，如果正确，则恢复中断0，禁止本地报警器13和呼
叫报警器16发出响声205，返回主程序207；如果密码不正确，则把单片
机P1.5脚清位，三极管85导通，本地报警器13发出响声并延时20秒202。
如果是窃贼进入，这样设计有警告的作用；如果是用户进入，可以提醒用
户密码不对，重新拨对密码。在单片机P1.5脚清位后，再次读取密码是否
正确204。如果不正确，报警装置关闭所有中断，单片机P1.4脚清零，三
极管82导通，呼叫报警器16发出响声206。要想关闭呼叫报警器16，唯
一的方法是把用户邻居家中的判断控制报警部分的电源开关14关闭或按
下复位按扭15。
当然，如果把接收中断0信号，判断密码不正确后，设计成让本地报
警器13和呼叫报警器16同时鸣叫也可以，这只是软件的改动，硬件没有
任何变化。