一種多路電話遠程測控裝置的設計

一種多路電話遠程測控裝置的設計

隨著電話網絡的快速擴展，電話遠程測量得到了很大的發(fā)展。維護人員可以通過電話詢問現(xiàn)場數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)以及各種設備的狀態(tài)。同時，如果設備出現(xiàn)故障，可以向維修人員的手機或固定座機報警。電話的遠程測控可廣泛地應用于工業(yè)現(xiàn)場、運輸、公安、消防、電話服務監(jiān)控等諸多領域。電話遠程測控儀作為較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比,既不需要進行專門的布線,又不占用無線電頻率資源,同時可以充分利用現(xiàn)成的電話網。其遙控距離可跨省市,甚至是跨越國界。1電話遠程測控儀設計電話遠程控制系統(tǒng)主要完成的功能是對被控設備的工作狀態(tài)進行查詢(本設計為溫度檢測),對電話雙音多頻信號進行解碼,驅動被控設備進行指定操作,特別是當有緊急情況發(fā)生時通過撥預置的電話號碼進行遠程預警。同時,本系統(tǒng)一般在無人值守的情況下工作,所以必須能自動摘機、掛機,且在用戶操作完畢忘記掛機時,必須能自動復位及關機,為了安全起見還有必要增加密碼校驗的功能,要進行工作查詢就必須有語音的提示和反饋,這樣系統(tǒng)才合乎設計要求。方便的控制方式不僅減輕了用戶的工作量而且設計使用的語音合成系統(tǒng)使控制界面十分人性化,讓用戶倍感親切。本文作者所設計的電話遠程測控儀可實現(xiàn)以下功能:1)能實現(xiàn)開關量控制;2)能實現(xiàn)模擬量的數(shù)據(jù)采集;3)能實現(xiàn)振鈴檢測,自動摘機,自動掛機;4)能實現(xiàn)語音提示和語音查詢功能;5)能實現(xiàn)自動撥號功能。系統(tǒng)結構圖如圖1所示。2dtmf接收電話遠程測控儀主要包括以下幾個模塊電路:1)振鈴檢測模塊:通過對電話鈴聲信號進行檢測并隔離后,準確的將振鈴次數(shù)傳遞給單片機進行處理,當達到五次振鈴后能夠實現(xiàn)自動摘機;2)模擬摘機掛機模塊:實現(xiàn)自動模擬摘機和掛機,能將電話網和測控裝置接通和斷開;3)DTMF收發(fā)功能模塊:通過對電話網上的雙音多頻信號解碼,來識別操作者的命令,從而實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的控制或工作狀態(tài)的查詢,當遇到緊急情況時,系統(tǒng)會自動向維護者的手機或座機撥號報警;4)語音控制模塊:語音提示提供語音查詢現(xiàn)場設備工作狀態(tài)和用戶對系統(tǒng)的操作選擇;5)溫度檢測以及AD轉換模塊:對溫度進行檢測和轉換,然后送單片機處理;6)單片機控制模塊:控制所有芯片和電路的工作,采用新型單片機AT89S52可以實現(xiàn)程序的在線下載;7)顯示模塊:顯示環(huán)境的溫度和設備的工作狀態(tài),有緊急情況出現(xiàn)時能顯示撥出的電話號碼;8)電源模塊:對整個系統(tǒng)提供正負5V穩(wěn)壓電源。2.1自動摘機控制通過對電話鈴聲信號進行檢測并隔離后,準確的將振鈴次數(shù)傳遞給單片機進行處理,當達到指定次數(shù)振鈴后能夠實現(xiàn)自動摘機。在電話線路上沒有來鈴信號時線路上由交換機提供大約50V的直流電壓。當用戶被呼叫時,電話交換機發(fā)出鈴流信號,振鈴以5秒為周期,即1秒送,4秒斷。振鈴信號經整流、穩(wěn)壓、濾波、光電隔離后輸出標準的5V方波信號,送入單片機T0端口,由程序對振鈴信號計數(shù)。其電路圖如圖2所示。2.2信號采集模塊dmf2.2.1控制性能的實現(xiàn)MT8880是MITEI公司生產的一種功能較強的DTMF發(fā)送與接收器。MT8880采用了標準的微處理器接口,它的內部寄存器、控制接口和數(shù)據(jù)總線便于實現(xiàn)與微處理器的直接相連,并通過微處理器對電路進行工作模式控制,這樣使得信號的接收和發(fā)送變得簡單。MT8880內部有5個寄存器,這5個寄存器可分為數(shù)據(jù)暫存寄存器、收發(fā)控制寄存器和收發(fā)器狀態(tài)寄存器。在程序的開始和加電、系統(tǒng)復位時,在軟件上要對控制寄存器進行初始化。硬件接口電路設計如圖3所示。2.2.2用戶工作狀態(tài)監(jiān)控MT8880通過對電話網上的雙音多頻信號解碼,來識別操作者的命令,從而實現(xiàn)對電器的控制或工作狀態(tài)的查詢。當遇到緊急情況時,系統(tǒng)會自動向維護者的手機或座機撥號報警。電話按鍵相應的雙音多頻信號及相應譯碼輸出如表1所示。2.2.3信號頻率的區(qū)分當MT8880作為DTMP發(fā)送器時,數(shù)據(jù)總線D0-D3上四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中,發(fā)送的DTMF信號頻率由3.58MHz的晶振分頻產生。分頻器首先從基礎頻率分離出8個不同領率的正弦波。行列計數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù),以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號,經開關電容作D/A轉換,在加法器中合成DTMF信號,并從TONE端輸出。2.2.4撥號音和響應音信號音的判斷原理是:由于電話系統(tǒng)信號音的撥號音。回鈴音和忙音的頻率均為425～475Hz的正弦波,只是斷續(xù)比不同且在時間上有明顯的差異(撥號音連續(xù)信號:忙音為0.35S通,0.35S斷,回鈴聲為1S通,4S斷)。2.3采集用戶摘機時的電流分配根據(jù)國家有關標準規(guī)定:不論任何電話機,摘機狀態(tài)的直流電阻應≤600Ω,有“R”鍵的電子電話機的摘機狀態(tài)直流電阻應≤600Ω。在掛機狀態(tài)下,其漏電流≤5μA。當用戶摘機時,電話機通過叉簧接上約600Ω的負載,使整個電話線回路流過約300mA的電流。交換機檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送,并將線路電壓變?yōu)?0V左右的直流。根據(jù)有關技術指標,模擬摘掛機電路設計如圖4所示。2.4a/d轉換電路采用集成溫度傳感器AD590來進行溫度的檢測。AD590產生的電流與絕對溫度成正比,其工作電壓為4～30V,溫度范圍是-55～+150攝氏度,它有非常好的線性輸出性能,溫度每增加1度,其電流增加1μA。AD0809是8位A/D轉換芯片,可對8路模擬信號進行檢測,本設計中只用了一路信號來進行溫度檢測。溫度檢測及轉換電路如圖5所示,電路中的R27作為零點調整。2.5at29s52的程序簡介系統(tǒng)核心控制芯片選用AT89S52,其內部有8K程序存儲器,可采用在線程序下載方式,程序調試很方便,且成本低。AT89S52的P1.5、P1.6、P1.7為程序下載管腳,AT89S52內部還帶有看門狗電路,只需寫一個控制命令就能正常工作。單片機外圍電路如圖6所示。3kielc編碼環(huán)境在編程方式上,既可以采用匯編語言,又可以采用基于單片機的C語言,還可以使用匯編、C語言交叉編程。匯編語言的執(zhí)行效率高,但編制周期長,涉及內容多,不適用中大型程序。C語言具有可讀性強,可移植性強,容易編制,運算處理方便等。交叉編程用于大型程序,它具有匯編和C語言的共同優(yōu)點,但其編譯過程復雜。綜上所述,再結合本設計的具體情況,采用C語言編程結合KeilC編譯環(huán)境。由于本程序較大,