Vol20 No5机械研究与应用第20卷 第5期
2007210MECHANICALRESEARCH&APPLICATION2007年10月
基于ATS52的远程报警和控制系统
郭志源
(兰州市热力公司,甘肃兰州 730000)
3
摘 要:阐述了远程报警和控制系统的构成和原理,同时结合具体电路说明该系统与各种输入、输出模块间的组成及工作方式。以
ATS52单片机作为控制核心、MT8888双音多频收发芯片作为DTMF收发器,ISD2590语音芯片作为语音提示,利用市话网
双向传输数字和语音信息,实现系统远程报警和控制。这种远程控制系统可靠性高、适用性强、成本低廉,是工厂、机关、仓库及住宅实现安全防范和现场设备控制的有效方法。
关键词:单片机;远程报警;远程控制;双音多频
中图分类号:TP872 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2007)05-0106-03
RemotealarmingandcontrollingsystembasedonATS52
GuoZhi-yuan
(LanzhouheatingpowerCo.,Ltd,LanzhuouGansu 730000,China)
Abstract:Thestructureandworkingprincipleofremotealarmingandcontrollingsystemaredescribed,andtheconstructionsandoperationmodesofthissystemwithvariousinputandoutputmodulesarediscussedbyanalyzingspecificelectriccircuits.UsingATS52ascontrolcore,MT8880asDTMFtransceiver,phoneticchipsSD2590asphoneticsprompts,theremotealarm2ingandcontrollingcouldberealizedbyusingthecitytelephonenettotransmitdigitalandphoneticmessagesbidirectionally.Withthehighreliability,goodapplicabilityandlowcost,thissystemprovidesaneffectivemethodofsafeguardingandfielddevicescontrollingforthefactories,governmentsandresidentialdistrict.Keywords:singlechip;remotealarming;remotecontrolling;DTMF 远程控制系统,通常采用计算机+调制解调器+专用网络的结构,这种组成具有传输数据量大、传输速率高等特点,但成本高、专用网络不易实现。在现实生活中,经常会有一些数据量传输很少的设备需要进行远程控制,例如安全防范产品只有实现小区联网并能够远程报警,才能真正起到监控作用。工厂、机关的许多设备如果能实现远程控制,将大大提高工作质量和效率。目前,电话已在我国城乡普及,利用现有成熟的电话网进行远程控制是一种有效的科技手段。笔者介绍了一种利用电话和单片机控制技术实现远程报警和控制的系统,操作者可通过远程的任意一部双音频电话接收报警语音信息并利用不同的语音提示对现场的电器设备(如电机、开关)、家用电器等进行开机/停机等操作,还可以对该系统进行扩展组成网络。
换为开关量输出。
图1 系统结构框图
传感器的输出通常采用继电器作为信号输出端,正常时继电器触头开路,超过设定的临界值时触头闭合。对于以模拟量输出的传感器模块,应根据输出先进行相应的F/V、I/V变换,再对输出电压进行比较将其转换为数字量,信号输入接口电路如图2所示。
为了安装和布线的方便,安全防范传感器产品常采用无线发射模块结构,这些模块接入本系统时,输入接口电路应作相应的处理,如图3所示。
锁存器74LS373一方面起输入缓冲作用,另一方面可锁存输入数据,当P2.7呈现高电平时,74LS373的1Q～8Q复现输入1D～8D的状态,当P2.7为下跳沿时1D～8D的状态被锁存在1Q～8Q上,通过中断程序或查询P1口即可获得输入端口
1 系统组成
系统主要由ATS52单片机、电话振铃检测电路,MT8888双音频解码发送/接收电路、ISD2590语音录放电路、接口电路等组成,系统框图如图1所示。
2 主要电路分析
2.1 传感器与输入接口电路
广泛使用的传感器产品很多,如热释电红外传感器、微波多普勒效应探头、玻璃破碎感应器等用于检测人体侵入很灵敏;离子烟雾感器和半导体气敏传感器用于监视火警及煤气泄漏。工业自动控制经常使用温度传感器、流量传感器、压力传感器等作为输入信号。各类传感器的输出大多以模拟量为主,因此,为简化电路,传感器模块接入本系统时应将模拟输出转
3收稿日期:2007-08-20
作者简介:郭志源(1968-),男,甘肃兰州人,工程师,主要从事电子产品和微电子技术方面的研发工作。
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地址数据;输入点不够时可采用TTL电路(如74LS244)与总线相连进行扩展,利用单片机的空闲端口如P2.7、P2.6分别输出片选信号即可实现输入模块的扩展和输入地址的唯一性。
图4 ATS52与MT8888、ISD2590接线图
表1 RS0、RD、WR的控制关系
RS00011
RD1010
WR0101
功能
数据写入TDR
数据从RDR读出数据写入CRA、CRB数据从SR读出
(2)MT8888与单片机的接收过程。D0～D3为4根数据
线,MT8888对经过前置处理的DTMF信号进行解调,将解调所得的信号存入片内寄存器中,并通过IRQ向单片机发出中断信号。中断请求信号可通过INT0请求中断,以告诉CPU转
2.2 铃流检测、摘挂机单元电路换结束,数据等待读入。读入信号为四位二进制码,码值与电话按键的对应关系如表2所示[2]。单片机响应中断请求后,在
R、W、RS0、RD的控制下,通过D0～D3读出解调出的数据。
通讯系统被叫方摘机前,程控交换机提供25Hz、POVAC的振铃信号。振铃以5s为周期,即1s送,4s断[1]。因振铃信号电压比较高,故经整流滤波及降压处理后再输入至光电耦合器,通过光耦进行隔离转换。信号直接输出至单片机的计数器输入口,有振铃信号时,光藕输出为高电平,无振铃时为低电平,CPU以此来判断有无振铃及振铃次数,从而完成整个振铃μF电容隔直和检测和计数的过程。电话外线信号应通过0.1Ω电阻衰减后加到光电耦合器的发光二极管端。50k
摘挂机单元电路的作用是:当电话打入并等待默认的振铃次数时,从CPU的某一I/O口送出摘机信号,驱动光藕导通使假负载接入,系统进入摘机状态。当操作完成或输入密码错误时,CPU使摘机信号恢复为高电平以断开假负载,进入挂机状态。
2.3 双音频解码发送/接收电路
表2 码值与电话按键的对应关系
频率
(低组)697697697770770770852852852941941941697770852941
频率
(高组)1209133614771209133614771209133614771336120914771633163316331633
键号
12345670
D30000000111111110
D20001111000011110
D10110011001100110
D01010101010101010
在本系统中,双音频解码发送/接收电路是非常重要的部分。采用的是MITEL公司的MT8888DTMF收发器,它具有功能强、使用灵活、可靠性高等优点,有良好的进程音检测功能,并能与单片机直接接口。MT8888与ATS52单片机的接口电路如图4所示。
(1)M-8888的工作状态和工作模式主要由RS0、RD、WR、D0～D3等信号设定内部寄存器来决定,5个内部寄存器
3
#ABCD
为:发送数据寄存器TDR、接收数据寄存器RDR、状态寄存器
MT8888与单片机的发送过程。当CPU将要发送的DTMF
SR、控制寄存器CRA和CRB。通过RS0、RD、WR将数据D0～数据写入MT8888相应的寄存器时,MT8888从TONE引脚发出
D3写入TDR、CRA、CRB,以控制DTMF信号的发送和工作模式DTMF信号,信号经过放大电路放大后,送往变压器进行电压变
的选择,或将接受到的DTMF译码数据从RDR读到数据总线。换耦合至电话网。
[2]
RS0、RD、WR的控制关系如表1所示。2.4 语音电路
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语音控制与录放电路如图4所示。它以ISD2590语音芯片为核心,录放音时间可达90s。可通过地址线(A0～A9)选择分段录放。本系统只用A5～A9,可对32段语音进行寻址,输出经功率放大后送到电话线上。ISD2590语音芯片通过外围录音电路实现分段录音操作。语音芯片ISD2590的(A8、A9)地址位为高电平时,CE电平变低的任何时间执行操作模式,如果下一个片选周期(A8、A9)地址位中有一个(或两个)变为低电平,则执行该地址录音或放音周期,低电平为录音周期。
2.5 其他电路
[3]
使用。当有电话打入时,系统若检测到4次振铃无人接听则自动摘机,同时播放语音提示:“XXX控制系统,请输入密码”,用户根据语音提示输入4位密码否则系统挂机;密码正确后语音提示:“请选择:1系统状态,2修改数据,3远程控制”。用户可根据语音提示逐级完成各项操作,单片机根据返回的确认信息执行操作,最后按“#”键结束本次控制过程并挂断。
3.2 程序流程图
。P/R输入端为高电平为放音该系统的程序流程图如图5所示。
单片机系统应接看门狗电路,例如X25045芯片,以便系统受干扰时可靠复位;寄存器应扩展非易失型存储器进行数据存储,例如DS1225Y,储存密码、报警电话号码等数据,断电后可以永久保存;本系统的布防/撤防采用远程电话操作,作为安防产品时应再加装现场遥控布防/撤防电路和报警电路,并配小型遥控器,使操作更加方便。
系统的输出接口电路可根据具体被控对象,采用光藕隔离再由晶体管或集成电路进行驱动,执行电路一般常用继电器、
SRS、可控硅、大功率场效应管、无线发射模块等。
为增加远程控制的可靠性,当输出电路对外部设备进行操作后,应对外部设备的动作执行情况进行检测,例如利用设备的多余辅助触点、互感线圈、加装相应的检测元件等,将检测到的信息输回系统,由系统做出判断启动相应的语音提示传送至操作者。
图5 程序流程图
3 程序设计
3.1 软件设计特点
(1)通过远程电话可对系统的用户密码和报警电话号码
4 结 语
本系统在使用中,可以根据实际需要,合理选择输入、输出电路,对单片机的I/O口进行合理分配或扩展。在未来的防盗报警、信息家电、智能小区、工矿企业的远程自动化控制等领域该系统将得到广泛的应用。
进行修改,控制报警器的设防或撤防操作。
(2)系统软件对传感器的报警信息,能进行分析判断,排
除因小动物入侵及其他环境干扰信号而产生的误报信号。
(3)系统能向用户指定的4个电话机(包括手机)发送事
故现场的地点、设备编号、事故分类等语音报警信息,软件能根据回铃音判断电话接通情况,如果被叫应答较慢,则及时向下一部电话报警,直至至少有一部电话接通。
(4)本系统中的分段语音提示为用户提供友好的远程操
参考文献:
[1] 邱明树.最新电话和集成电路实用大全[M].北京:电子工业出版
社,2000.
[2] 姜 威,王 磊,刘维献.双音频收发芯片M-8888及其应用
[J].国外电子元器件,1998,(6):3-4.
[3] 上海奔流电子有限公司.2006版奔流通用语音用户手册[Z].上
作界面。语音控制和用户操作指令全部由单片机控制。每条指令输入等待10s,否则挂机。
(5)本系统并联于电话机的两端,不会影响电话机的正常
海:2006.
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