hệ thống điều khiển thiết bị điện tử từ xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại

Trong thôøi ñaïi ngaøy nay, heä thoáng thoâng tin lieân laïc laø moät trong nhöõng vaán ñeà quan troïng cuûa loaøi ngöôøi. Nhaát laø nhöõng öùng duïng cuûa kyõ thuaät thoâng tin lieân laïc vaøo lónh vöïc kinh teá, khoa hoïc vaø ñôøi soáng. Chính vì noù maø con ngöôøi vaø xaõ hoäi loaøi ngöôøi ñaõ phaùt trieån khoâng ngöøng. Ñaëc bieät trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây, ngaønh böu chính vieãn thoâng ñaõ phaùt trieån maïnh meõ taïo ra böôùc ngoaëc quan troïng trong lónh vöïc thoâng tin ñeå ñaùp öùng nhu caàu cuûa con ngöôøi. Ngoaøi nhu caàu veà thoâng tin con ngöôøi coøn muoán nhöõng nhu caàu khaùc nhö : töï ñoäng traû lôøi ñieän thoaïi khi chuû vaéng nhaø, hoäp thö thoaïi,…Vì theá ngaønh böu chính vieãn thoâng luoân laø ñeà taøi cho caùc nhaø khoa hoïc, kyõ sö vaø ñoâng ñaûo caùc baïn ñoïc thuoäc caùc ngaønh coù lieân quan ñeán ngaønh böu chính vieãn thoâng. Nhöng trong soá caùc ñeà taøi veà böu chính vieãn thoâng ôû nöôùc Vieät Nam chöa coù ñeà taøi naøo duøng maïng ñieän thoaïi ñeå: ñieàu khieån thieát bò ñieän vaø töï ñoäng quay soá baùo ñoäng thoâng qua ñöôøng ñieän thoaïi.

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ

…… 000 ……

LUẬN VĂN TỐT

NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ XA VÀ TỰ ĐỘNG QUAY SỐ BÁO ĐỘNG THÔNG QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI

Sinh viên thực hiện : LÊ HUỲNH XUÂN

Lớp : 95KĐĐ Giáo viên hướng dẫn : TS.TRẦN THU HÀ

TP.HỒ CHÍ MINH Tháng 3_2000

Trang 2

LỜI CẢM TẠ

Trong suốt khóa học (1995-2000) tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM,với sự giúp đỡ của qúi thầy cô và giáo viên hướng dẫn về mọi mặt từ nhiều phía và nhất là trong thời gian thực hiện đề tài, nên đề tài đã được hoàn thành đúng thời gian qui định Em xin chân thành cảm tạ đến :

Bộ môn Điện – Điện tử cùng tất cả qúi thầy cô trong khoa Điện đã giảng dạy những kiến thức

chuyên môn làm cơ sở để thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp và đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khóa học

Đặt biệt, TS Trần Thu Hà –

giáo viên hướng dẫn đề tài đã nhiệt tình giúp đỡ và cho em những lời chỉ dạy qúi báu, giúp em định hướng tốt trong khi thực hiện luận văn

Tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp

TP.HCM _ Tháng 3 năm

2000

Sinh viên thực

hiện

Trang 3

Đại Học Quốc Gia TP.HCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập – Tự

Do – Hạnh Phúc

KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : LÊ HUỲNH XUÂN

Lớp : 95KĐĐ

1 Tên đề tài : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN

TỪ XA VÀ TƯ ĐỘNG QUAY SỐ BÁO ĐỘNG THÔNG QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI

2 Các số liệu ban đầu :

………

……….

………

………3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

………

……….

………

4 Các bản vẽ và đồ thị :

………

……….

………

………5

Cán bộ hướng dẫn : TS TRẦN THU HÀ

6 Ngày giao nhiệm vụ :

Trang 4

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

Cán bộ hướng dẫn ký tên Thông qua bộ môn

Ngày tháng

năm 2000 Chủ nhiệm bộ môn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …… 000 ……

………

Trang 5

………

ĐHSPKT, Ngày tháng năm 2000 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN …… 000 ……

………

Trang 6

………

Trang 7

………

ĐHSPKT, Ngày tháng năm 2000

Giáo viên phản biện

PHẦN I

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Trong thời đại ngày nay, hệ thống thông tin liên lạc là một trong những vấn đề quan trọng của loài người Nhất là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào lĩnh vực kinh tế, khoa học và đời sống Chính vì nó mà con người và xã hội loài người đã phát triển không ngừng Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành bưu chính viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bước ngoặc quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con người Ngoài nhu cầu về thông tin con người còn muốn những nhu cầu khác như : tự động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp thư thoại,…Vì thế ngành bưu chính viễn thông luôn là đề tài cho các nhà khoa học, kỹ sư và đông đảo các bạn đọc thuộc các ngành có liên quan đến ngành bưu chính viễn thông Nhưng trong số các đề tài về bưu chính viễn thông ở nước Việt Nam chưa có đề tài nào dùng mạng điện thoại để: điều khiển thiết

bị điện và tự động quay số báo động thông qua đường điện thoại

Đối với hệ thống điều khiển xa bằng tia hồng ngoại thì giới hạn về khoảng cách là yếu điểm của kỹ thuật này, ngược lại với mạng điện thoại đã được mở rộng với quy mô toàn thế giới thì giới hạn xa không phụ thuộc vào khoảng cách đã mở ra một lối thoát mới trong lĩnh vực tự động điều khiển và tự động báo động

Hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tin của người dân ngày càng tăng ,đồng thời việc gắn các thiết bị

Trang 8

điện thoại ngày càng được phổ biến rộng rãi, do đóviệc sử dụng mạng điện thoại để truyền tín hiệu điềukhiển là phương thức thuận tiện nhất, tiết kiệmnhiều thời gian cho công việc ,vừa đảm bảo các tínhnăng an toàn cho các thiết bị điện gia dụng vừa tiếtkiệm được chi phí sử dụng và đảm bảo an toàn cho tínhmạng và tài sản của mỗi người dân do cháy nổhoặc do chạm chập điện gia dụng gây ra

Ngoài ra,ứng dụng của hệ thống điều khiển xa bằngđiện thoại, giúp ta điều khiển các thiết bị điện ởnhững môi trường nguy hiểm mà con người khôngthể làm việc được hoặc những dây chuyền sản xuấtđể thay thế con người

Trong đời sống của chúng ta luôn tồn tại những khuvực rất dễ bị cháy, nên việc lắp đặt ,các hệ thốngbáo cháy có tầm quan trọng hết sức to lớn Nó giúp

ta phát hiện nhanh chóng ,chữa cháy kịp thời ở thờikỳ đầu của vụ cháy đem lại sự bình yên cho mọi người,bảo vệ tài sản cho nhân dân, nhà máy, xưởng sảnxuất

Ngày nay, việc phòng cháy chửa cháy trở thànhmối quan tâm hàng đầu của nước ta cũng như nhiềunước trên thế giới Nó trở thành nghĩa vụ của mỗingười dân Trên các phương tiện thông tin đại chúngluôn tuyên truyền giáo dục cho mỗi người dân ý thứcphòng cháy chữa cháy, nhằm mục đích hạn chế nhữngvụ cháy đáng tiết xảy ra

Các vụ cháy thường xảy ra vào mùa khô gây thiệthại lớn về người và của Ta có thể điển hình một sốvụ cháy xảy ra gần đây như : vụ cháy chợ Đồng Xuân

ở Hà Nội, khách sạn Cửu Long, và một số vùng dân

cư trong thành phố Hồ Chí Minh… Qua đó ta thấy rằng khimột vụ cháy xảy ra gây thiệt hại rất lớn, và thườngxảy ra vào ban đêm, tại những nơi có nhiều chất liệudễ cháy, nhiều phòng ốc, nhà xưởng mà không cóngười canh gác hoặc sơ ý trong lúc kiểm tra Vì vậy rấtkhó phát hiện các đám cháy dẫn đến việc cháy lanrộng khó dập tắt Việc đặt một thiết bị báo cháy ởnhững vùng như vậy là hết sức cần thiết

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của hệ thốngthông tin điện thoại, thì việc báo cháy qua điện thoại thìrất cần thiết, nó giúp ta báo kịp thời những thông tinvề vụ cháy đến các cơ quan chức năng có liên quan.Ngày nay, việc phát hiện kẻ trộm đột nhập vàonhà, vào các kho chứa hàng, vào các ngân hàng,những nơi cất những tài sản quí hiếm, những tài liệumật … là rất cần thiết đối với mọi người dân, các cơ

Trang 9

quan chức năng, các ngân hàng … Nếu ta chỉ sử dụnghệ thống báo trộm tại chỗ thì kẻ trộm có thể tìmcách khống chế tắt tất cả các hệ thống báo độngtại chỗ, làm cho chúng ta không phát hiện được hoăcchúng ta đi xa thì hệ thống báo động tại chỗ cũngkhông có tác dụng Nếu chúng ta dùng mạng điệnthoại để báo động khi có kẻ trộm đột nhập thì rất cóhiệu quả Thông qua mạng điện thoại thì hệ thống báođộng sẽ tự động quay số báo động đến các cơ quanchức năng và những người có liên quan để xử lý kịpthời dù chúng ta không có mặt ở hiện trường.

Xuất phát từ những ý tưởng và tình hình thực tế

như ở trên, tôi chọn đề tài: “Hệ thống điều khiển

thiết bị điện từ xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại” cho luận án tốt

nghiệp

Mạch điều khiển thiết bị điện từ xa thông quamạng điện thoại, giúp ta điều khiển các thiết bị điệngia dụng khi không có ai ở nhà khi ta ở cách xa nhà(hay

ở nhà) hoặc ở những môi trường nguy hiểm mà conngười không thể làm việc được hoặc một dây chuyềnsản xuất để thay thế con người Chẳng hạn muốn điềukhiển các thiết bị điện trong nhà khi vắng người, taquay số điện thoại về nhà và gởi mã lệnh đóng hayngắt thiết bị thì mạch sẽ thực hiện Khi mạch thực hiệnxong lệnh của ta thì mạch sẽ gọi tín hiệu phản hồi cho

ta biết mạch đã thực hiện xong lệnh hay chưa

Mạch quay số báo động: sẽ tự động quay số báođộng tới cho các cơ quan chức năng biết khi có cháyhay có kẻ trộm đột nhập

Với đề tài: “Hệä thống điều khiển thiết bị điện từ

xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điệnthoại” gồm 3 phần:

PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI:

Giới thiệu về sự phát triển của ngành điện tử-viễnthông trong khoa học kỹ thuật và những ứng dụng thựctế của chúng vào các lĩnh vực khoa học, xã hội Đặcbiệt là sự ứng dụng của vi điều khiển vào hệ thốngviễn thông để tạo ra được một sản phẩm có thể ứngdụng rộng rãi trong các lĩnh vực điều khiển và báođộng trong đời sống hằng ngày của người dân Sảnphẩm có tên gọi “Hệ thống điều khiển thiết bị điệntừ xa và tự động quay số báo động thông qua mạngđiện thoại”

PHẦN II NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI:

- Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Trang 10

- Phương án thiết kế

- Thiết kế và thi công :+ Khối cảm biến chuông

+ Khối kết nối thuê bao

+ Khối cảm biến tín hiệu đảo cực

+ Khối cảm biến cháy

+ Khối cảm biến phát hiện trộm

+ Khối thu-phát DTMF

+ Khối giải mã và hiển thị

+ Khối xử lí trung tâm

+ Khối công tấc bên ngoài

+ Khối công xuất ra

+ Khối tạo tiếng nói

từ các khối trên ta kết hợp các khối lại với nhau tạothành một hệ thống hoạt động hoàn chỉnh để thicông mạch và viết chương trình điều khiển cho mạchhoạt động theo đúng yêu cầu đề ra

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Tóm tắt toàn bộ nội dung đề tài, nêu ưu-khuyếtđiểm của đề tài Đưa ra hướng phát triển của đề tài.Mong rằng hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xavà tự động quay số báo động thông qua mạng điệnthoại mà tôi thực hiện sẽ được mở rộng theo nhiềuhướng hoàn chỉnh hơn, ứng dụng rộng rãi trong thực tếđể ngày càng cải thiện đời sống vật chất , tinh thầnvà sinh hoạt của con người Góp phần hiện đại hóa vàcông nghiệp hóa đất nước đáp ứng tốt yêu cầu củachính phủ đề ra

Trang 11

PHẦN II

NỘI DUNG

CHÍNH CỦA ĐỀ

TÀI

Trang 12

CHƯƠNG I

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI:

Mục đích của đề tài là thiết kế và thi công hệthống điều khiển thiết bị điện từ xa và tự động quaysố báo động thông qua mạng điện thoại với khả năngphản hồi trạng thái, kết quả điều khiển thiết bị vàbáo động khi có sự cố bằng tiếng nói, thông báo chotrung tâm điều khiển, trung tâm bảo vệ khi sự cố vừamới xảy ra hoặc người điều khiển khi hệ thống đãhoàn thành nhiệm vụ, tạo cảm giác yên tâm chongười điều khiển

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Để thực hiện được đề tài, tôi cần phải xác địnhđược phương pháp nghiên cứu với trình tự nghiên cứunhư sau:

- Khảo sát hệ thống nguyên lý hoạt động mạngđiện thoại, khảo sát IC MT8880, khảo sát vi điềukhiển 8951

- Lập sơ đồ khối theo mục tiêu của đề tài

- Tính toán thiết kế phần cứng

- Thiết kế phần mềm cho khối xử lý trung tâm

- Thiết kế mạch xử lý tín hiệu phản hồi bằngtiếng nói

III TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC:

Hệ thống điều khiển từ xa nắm giữ 1 vai trò quantrọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóađất nước Điều khiển từ xa rất đa dạng phong phú:trong lĩnh vực quân sự được ứng dụng vào điều khiểnmáy bay không người lái, tên lửa, phi thuyền, vệ tinhnhân tạo… trong dân dụng điều khiển từ xa làm tăngtính tiện ích và tăng giá trị sử dụng cho các thiết bị.Điều khiển thiết bị điện từ xa và tự động quay sốbáo động khi có sự cố thông qua hệ thống thông tinliên lạc là sự kết hợp giữa các ngành Điện – Điện tửvà Viễn thông, sự phối hợp ứng dụng vi điều khiểnhiện đại và hệ thống thông tin liên lạc đã hình thànhmột hướng nghiên cứu và phát triển không nhỏ trongkhoa học kỹ thuật Điều khiển thiết bị điện từ xa và tựđộng quay số báo động khi có sự cố thông qua mạÏngđiện thoại khắc phục được nhiều giới hạn trong hệ

Trang 13

thống điều khiển từ xa và báo động thông thường.Hệ thống này không phụ thuộc vào khoảng cách, môitrường ,đối tượng điều khiển và đối tượng báo động.Điểm đặc trưng nổi bậc của hệ thống là tính lưu độngcủa tác nhân điều khiển (người điều khiển),đối tượngbáo động và đối tượng được điều khiển là cố định.Trên thế giới, ở các nước phát triển không ítnhững công trình nghiên cứu khoa học đã thành côngkhi dùng mạng điều khiển và báo động thông quađường truyền của hệ thống thông tin: Tại Nga cónhững nhà máy điện, những kho lưu trữ tài liệu quýđã ứng dụng hệ thống điều khiển từ xa và tự dộngbáo động thông qua đường điện thoại để đóng ngắtnhững nơi cao áp, tự độïng quay số báo động khi có sựcố, tự động xã bình chữa cháy …và cũng tại Nga đãcó hệ thống điều khiển và báo động thông qua mạngInternet để điều khiển nhà máy điện nguyên tử

Ở Mỹ có những chung cư lớn sử dụng hệ thốngkhóa cửa, két sắt được lắp đặt bí mật thông qua 1tổng đài nội bộ

Trên đây là những thành tựu của các nước tiêntiến Còn ở Việt Nam cũng có:

+ Một số đề tài nghiên cứu sử dụng mạng điệnthoại để điều khiển nhưng chưa thực sự là 1 đề tàihoàn chỉnh bởi vì các đề tài này chỉ điều khiển được

2 thiết bị điện hoặc có đề tài điều khiển được 4 thiết

bị nhưng phương pháp phản hồi không chính xác (chỉphản hồi bằng tiếng nhạc) và không thể tắt thiết bịbằng công tắc bên ngoài

+ Một số đề tài nghiên cưú sử dụng mạng điệnthoại để báo động khi có cháy nhưng các đề tài nàychỉ được thực hiện trên lý thuyết

Từ những tình hình thực tế trên, hệ thống điều khiểntừ xa và tự động quay số báo động qua mạng điện thoại mặc dù có những đặc trưng nổi bật, nhưng chúng chỉ được ứng dụng ở những công trình có tầm cỡ lớn và chưa thực sự là một sản phẩm phổ biến trong dân dụng là do giá thành sản phẩm còn quá cao

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, tôi thực hiện đề

tài : “Hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa

và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại” với mục đích tạo ra một sản phẩm có độ

Trang 14

tin cậy cao nhưng giá thành sản phẩm hạ nhằm nângcao đời sống tiện ích cho con người, góp phần vào côngcuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

IV Ý TƯỞNG THIẾT KẾ:

Ý tưởng thiết kế là dựa vào mạng điện thoại cósẵn để thiết kế hệ thống tự động điều khiển đóngngắt thiết bị điện từ xa và tự động quay số báo độngkhi có sự cố, với sự trợ giúp của kỹ thuật vi điềukhiển Hệ thống này được thiết kế trên mô hình đóngngắt 4 thiết bị, tự động quay số báo động khi cócháy,có kẻ trộm đột nhập và phương pháp phản hồikết quả điều khiển, báo động bằng tiếng nói được lưutrữ và cài đặt sẳn Ngoài ra hệ thống chỉ có thểđiều khiển được khi nhấn đúng mã và không thể xảy

ra trường hợp người ngoài có thể điều khiển hệ thống

do vô tình quay số ngẫu nhiên

Hệ thống này có 2 chức năng:

1 Điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua mạng điện thoại:

Để điều khiển, đầu tiên người điều khiển phảigọi số máy điện thoại nơi lắp đặt thiết bị điều khiển.Điện thoại được gọi có mạch điều khiển mắc song songvới dây điện thoại (thiết bị muốn điều khiển đượcmắc vào mạch điều khiển) Sau một thời gian đổchuông nhất định, nếu không có ai nhấc máy thì mạchsẽ tự động điều khiển đóng mạch Sự đóng mạch nàylà đóng tải giả để kết nối thuê bao Sau đó ngườiđiều khiển sẽ nhấn mãõ passwords để xâm nhập vàohệ thống điều khiển Khi nhấn đúng mã số passwordsmạch sẽ phát ra lời giới thiệu để người điều khiển

biết với nội dung thông báo: “ Đây là hệ thống

điều khiển thiết bị điện từ xa qua điện thoại Xin bạn hãy bấm mã điều khiển” Lúc này, mạch điều

khiển sẵn sàng nhận lệnh Nếu nhấn sai mã passwordsthì người điều khiển không thể xâm nhập vào hệthống điều khiển được

+ Sau khi nhấn đúng mã passwords thì người điểukhiển có thể bắt đầu kiểm tra trạng thái tất cả cácthiết bị và điều khiển các thiết bị Nếu muốn kiểmtra trạng thái tất cả các thiết bị trước khi điều khiểnvà sau khi điều khiển thì người điều khiển nhấn mã sốđể kiểm tra Nếu người điều khiển nhấn đúng mã số

Trang 15

để kiểm tra thì hệ thống này sẽ báo cho người điềukhiển biết trạng thái tất cả các thiết bị điện đangmuốn điều khiển ( Ví dụ :sau khi bấm đúng mãpasswords 2397, rồi bấm tiếp số 5 thì người điều khiểnsẽ nghe được tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói nộidung như sau: “Thiết bị 1 đã tắt, thiết bị 2 đã tắt,thiết

bị 3 đã tắt, thiết bị 4 đã tắt”)

Để tắt,tắt các thiết bị ta sẽ qui định mã tắt tắtcác thiết bị như sau :

- Số 6 được chọn là lệnh tắt thiết bị

- Số 9 là lệnh tắt thiết bị

- Số 8 được chọn là lệnh tắt tất cả các thiết bị

- Số 1 được chọn là thiết bị 1

Ví dụ: Như vậy muốn tắt thiết bị 1 ta bấm số 21,muốn tắt thiết bị 2 ta bấm số 92 Sau mỗi lần điềukhiển mạch sẽ phát ra tiếng nói để báo kết quả chongười điều khiển (ví dụ : nếu ta muốn tắt thiết bị 1 thì

ta sẽ bấm số 21 Sau khi bấm xong số 21 thì hệ thốngnày sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói vớinội dung : “Thiết bị 1 đã tắt” Nếu muốn tắt thiết bị 2thì ta bấm số 92 Sau khi bấm xong số 21 thì hệ thốngnày sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói vớinội dung : “Thiết bị 2 đã tắt” Ví dụ : khi có sự cố tamuốn tắt tất cả các thiết bị điện thì ta gọi điện thoạivề nơi điều khiển sau đó bấm mã 2397 để xâm nhậpvào hệ thống điều khiển, sau đó bấm số 5 để tắt tấtcả các thiết bị điện Sau khi bấm số 5 xong thì hệthống này sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nóivới nội dung : “Tất cả các thiết bị đã tắt” để chongười điều khiển biết là tất cả các thiết bị mìnhmuốn điều khiển đã tắt

Sau khi điều khiển xong thì người điều khiển gácmáy Lúc này, mạch không còn nhận được lệnh điềukhiển Sau một thời gian nhất định 30giây, mạch sẽ tựđộng ngắt mạch kết nối thuê bao Chú ý, trong thờigian điều khiển, nếu có người nào đó nhấc máy bênmáy bị gọi thì vẫn có thể thông thoại với người điềukhiển

2 Tự động quay số báo động khi có sự cố:

Khi có cháy thì từ bộ cảm biến cháy sẽ cho ramột tín hiệu tác động đến vi điều khiển báo cho viđiều khiển biết là có sự cố cháy thì vi điều khiển sẽ

Trang 16

điều khiển quay số báo động Số điện thoại này sẽđược nạp trước từ bàn phím điện thoại Hệ thống nàysẽ tự động quay số báo động đến những trung tâmnhư phòng cháy chữa cháy, bộ phận bảo vệ haynhững ngưới có trách nhiệm về những vấn đề đó Khiquay số báo động đến phòng cháy chữa cháy xongnếu ở đầu bên kia nhấc máy thì hệ thống này sẽphát ra câu báo động để báo cho phòng cháy chữa

cháy biết với nội dung :” Hiện nay tại số nhà A,

đường B, phường C, quận D đang có cháy Xin các đồng chí tới chữa cháy.” Nếu cuộc gọi này không

thành công thì hệ thống sẽ tự động tắt tải giả vànhảy sang gọi cuộc gọi thứ 2 Nếu cuộc gọi thứ 2 cũngkhông thành công thì hệ thống này sẽ nhảy về gọicuộc gọi thứ 1, cứ luân phiên gọi như vậy đến khi nào

2 cuộc gọi thành công thì thôi Sau khi quay số điệnthoại cho phòng cháy chữa cháy xong thì hệ thống nàysẽ tự động quay số điện thoại thứ 2 đề báo cho chủnhà biết hay báo cho bộ phận bảo vệ biết là hiệngiờ nhà của mình đang cháy hay xí nghiệp, cơ quan củamình đang cháy để kịp thời chữa cháy.Sau khi quay sốcho chủ nhà xong nếu chủ nhà nhấc máy thì hệ thốngnày sẽ tự động báo cho chủ nhà với nội dung như sau

: “ Hiện nay nhà của bạn đang cháy Xin bạn tìm

cách xử lý” Nếu điện thoại chủ nhà bận hay chưa

nhấc máy thì hệ thống này tự động đợi trong vòng30giây rồi gọi lại Các cuộc gọi này gọi đến khi nàothành công thì thôi

Trang 17

V PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI :

Mạch này dùng tín hiệu phản hồivà phát đi bằngtiếng nhạc báo động cho nên người điều khiển hayngười được thông báo không biết chính xác các trạngthái làm việc của mạch và trạng thái báo động

CẢM BIẾN TÍN HIỆU CHUÔNG

KHỐI TẠO TIẾNG NHẠC

KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM

( DÙNG

VI MẠCH SỐ )

GIẢI MÃ THU VÀ PHÁT DTMF

GIẢI MÃ VÀ HIỂN THỊ

CÔNG XUẤT NGÕ RA

CẢM BIẾN TÍN HIỆU TRỘM

KHUYẾCH ĐẠI ÂM HIỆU

KẾT NỐI THUÊ BAO

CẢM BIẾN TÍN HIỆU CHÁY

CẢM BIẾN TÍN HIỆU ĐẢO CỰC

TIP

RING

Trang 18

Mạch này dùng tín hiệu phản hồi và phát báođộng bằng tiếng nhạc cho nên người điều khiển hayngười nhận tín hiệu báo động không nhận biết cáctrạng thái làm việc của mạch và trạng thái báo động.Mạch này không thể điều khiển tại chỗ bằng côngtấc riêng được Chỉ điều khiển tại chỗ ở nhà thôngqua điện thoại mà thôi.

KHỐI TẠO TIẾNG NHẠC

( DÙNG

VI ĐIỀU KHIỂN )

CÔNG XUẤT NGÕ RA

TIP

RING

Trang 19

3 Phương án 3:

Dùng vi xử lý với tín hiệu phản hồi và phát đi bằng tiếng nói.

Hình 3 : Sơ đồ khối dùng vi xử lý

Trong phương án này người điều khiển có thểđiều khiển tại chỗ các thiết bị bằng công tắc riêng

ở bên ngoài không cần thông qua điện thoại

Trong phương án này dùng biến đổi D/A để tạo ratiếng nói để phản hồi về người điều khiển và phát

đi báo động Sự phản hồi và phát đi bằng tiếng nóinày do khối vi xử lí trung tâm ra lệnh Nội dung của tínhiệu phản hồi và phát đi được lưu trữ bên trong bộnhớ EPROM

Ưu điểm của phương án này là người điều khiểnvà người nhận báo động biết chính xác trạng thái cácthiết bị và tình hình cần báo động thông qua tiếng nói

BIẾN ĐỔI D/A

(DÙNG VI XỬ LÝ)

GIẢI MÃ VÀ

HIỂN THỊ

MẠCH XỬ LÝ TRUNG GIAN

TIP

G SUẤ

T NGO

Û RA

BỘ NHỚ EPROM

MẠCH TẠO ĐỊA CHỈ

CÔNG TẤC BÊN NGOÀI

Trang 20

4 Phương án 4:

Dùng vi điều khiển với tín hiệu phản hồi và phát đi bằng tiếng nói

Hình 4 : Sơ đồ khối dùng vi điều

khiển có phản hồi bằng

tiếng nói

Trong phương án này người điều khiển có thểđiều khiển tại chỗ các thiết bị bằng công tắc riêng

ở bên ngoài không cần thông qua điện thoại

Trong phương án này dùng biến đổi D/A để tạo ratiếng nói để phản hồi về người điều khiển và phát

đi báo động Sự phản hồi và phát đi bằng tiếng nóinày do khối vi xử lí trung tâm ra lệnh Nội dung của tínhiệu phản hồi và phát đi được lưu trữ bên trong bộnhớ EPROM

Ưu điểm của phương án này là người điều khiểnvà người nhận báo động biết chính xác trạng thái cácthiết bị và tình hình cần báo động thông qua tiếng nói

Trong phương pháp dùng vi điều khiển thì ta tậndụng được ROM nội bên trong nên mạch điện sẽ ít phứctạp hơn so với dùng vi xử lý

BIẾN ĐỔI D/A

(DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN)

MẠCH XỬ LÝ TRUNG GIAN

TIP

G SUẤ

T NGO

Û RA

BỘ NHỚ EPROM

MẠCH TẠO ĐỊA CHỈ

CÔNG TẤC BÊN NGOÀI

Trang 21

5 Lựu chọn phương án thiết kế:

Qua 4 phương án đã trình bày thì ta thấy phương án

4 là phương án hoàn chỉnh, tiện ích nhất trong khi thiếtkế và thi công mach, mang tính hiện đại phù hợp vớiđề tài tốt nghiệp Vì vậy tôi chọn phuơng án 4 Tuynhiên đối với phương án này không phải không gặpnhững khó khăn bởi vì mạch điện phức tạp hơn , nhiềukhối, thi công khó khăn đặc biệt là phần lưu trữ tiếngnói vào trong EPROM Vì vậy khi lựa chọn phương án nàyđòi hỏi phải có một số máy móc hỗ trợ và đặcbiệt là kiến thức về xử lí âm thanh

Tóm lại: Trong đề tài: “Hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại” tôi chọn phương

án 4 để thiết kế và thi công Vì phương án 4 có nhiều

ưu điểm hơn hẳn 3 phương án trên Đây cũng chính lànội dung chính của đề tài

6 Giải thích mối quan hệ giữa các khối :

6.1 Chức năng bộ phận điều khiển:

Khi muốn điều khiển ta chỉ việc gọi về số máycủa máy điện thoại được kết nối với bộ phận điềukhiển ở nơi cần điều khiển thì tín hiệu chuông củatổng đài sẽ cấp cho thuê bao nếu thuê bao đó khôngbận Mạch điều khiển được mắc song song vào đườngdây của thuê bao Lúc này, khối cảm biến chuông sẽphát hiện tín hiệu này và ngõ ra thay đổi mức logic từcao xuống thấp Sự thay đổi mức logic này tác độngvào khối xử lý trung tâm Khối xử lý sẽ định thờigian đợi chuông Sau một khoảng thời gian không ainhấc máy tức vẫn còn tín hiệu chuông thì khối xử lýsẽ tác động vào khối kết nối thuê bao Khối kết nốithuê bao sẽ đóng tải giả, lúc này tổng đài ngưng cấptín hiệu chuông và kết nối cho thông thoại

Khi đã thông thoại, ta sẽ bấm mã passwords để xâmnhập vào hệ thống điều khiển Sau khi bấm đúng mãpasswords khối tạo tiếng nói sẽ phát ra lời giới thiệu

“Đây là hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa thông qua điện thoại Xin bạn hãy bấm mã điều khiển”, để báo cho người điều khiển biết mạch đã

làm việc và chờ lệnh điều khiển Khi người điều khiểnmuốn kiểm tra tất cả các trạng thái các thiết bị thìchỉ việc nhấn đúng mã số kiểm tra của mạch thì khốitạo tiếng nói sẽ báo trạng thái làm việc của cácthiết bị nhằm mục đích gợi nhớ cho người điều khiển

Trang 22

Sau đó người điều khiển sẽ bấm lệnh điều khiển mởhay tắt, tín hiệu này tác động đến khối động lực đóngngắt relay đồng thời lại tác động đến khối tạo tiếngnói để báo lại trạng thái thiết bị đã điều khiển vớimục đích tạo sự an tâm chắc chắn của công việc điềukhiển.

Việc nhận dạng phím nào bấm, được khối giải mãDTMF quyết định Khi người điều khiển nhấn phím, mộtcặp tần số DTMF truyền trên đường dây thoại Tần sốnày nằm trên dãy thông của tín thiệu thoại, một tầnsố cao và một tần số thấp nên không thể trùng lấpvới tín hiệu người nói Khi giải mã DTMF và hiển thịsố được nhấn, 4 bit được giải mã được đưa vào khối xửlý trung tâm để xử lý

Khi không ấn phím, sau một thời gian đợi mà khôngcó phím ấn thì khối xử lý sẽ ngưng kết nối thuê bao.Lúc này tổng đài sẽ giải tỏa thuê bao Người điềukhiển có thể gác máy bất cứ lúc nào muốn ngừngđiều khiển, mạch sẽ tự động ngắt kết nối thuê baosau một thời gian nhất định để giải tỏa thuê bao

Khối công tấc bên ngoài để điều khiển khối côngsuất

6.2 C hức năng bộ phận quay số tự động:

Khi có sự cố thì từ bộ cảm biến sẽ cho ra một tínhiệu tác động đến bộ xử lý trung tâm báo cho bộ xửlý trung tâm biết là có sự cố Bộ xử lý trung tâmlập tức sẽ điều khiển quay số báo động Số điệnthoại này sẽ được nạp trước từ bàn phím điện thoại.Số điện thoại được xuất từ khối trung tâm dưới dạngmã nhị phân và được truyền tới khối giải mã hiển thịvà khối thu_phát DTMF để khối này biến đổi số nhịphân ra tầng số để truyền đến máy được gọi Sau khiquay số xong nếu máy bị gọi được nhấc máy thì trạngthái nhấc máy sẽ được bộ cảm biến nhận dạng tínhiệu nhấc máyvà báo cho bộ xử lý trung tâm biếtthuê bao bên kia đã nhấc máy Ngay lập tức bộ xử lýtrung tâm điều khiển khối xử lý tiếng nói để phát racâu báo động

Trang 23

CHƯƠNG II THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

Hệ thống mạch điện gồm hai phần : mạch điều khiển và mạch âm thanh

A MẠCH ĐIỀU KHIỂN :

I I SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ : (Hình 5)

II 1 Nguyên lý hoạt động :

1.1 Nguyên lý hoạt động của bộ phận điều khiển:

Khi muốn điều khiển, người điều khiển gọi sốmáy cần điều khiển Tổng đài sẽ xem máy cần điềukhiển có bận không Nếu máy này không bận thìtổng đài sẽ cấp chuông cho máy được gọi Tín hiệuchuông được chỉnh lưu thành điện áp DC cấp cho OptronN35 Tín hiệu chuông làm cho optron dẫn Ngõ ra từ mứclogic cao xuống mức logic thấp, qua IC 74LS244 khuếch đạiđưa đến tác động vào ngắt ngoài 1 của vi điều khiểnđể gọi chương trình “phục vụ ngắt 1” Chương trình này sẽđịnh thời gian đợi chuông Sau 1 thời gian nhất định màkhông có người nhấc máy thì chương trình của vi mạchđiều khiển sẽ cấp mức logic cao ở chân P1.4, qua ICđệm 74LS244 điều khiển relay đóng mạch kết nối thuêbao Khi đóng mạch kết nối thuê bao, điện trở mạchvòng thuê bao giảm xuống còn khoảng 150  1500  Lúc đó trên đường dây xuất hiện dòng DC từ 20 100mA Tổng trở giảm xuống tương đương trạng tháinhấc máy của thuê bao Tổng đài nhận biết sự thayđổi này, ngừng cung cấp tín hiệu chuông và cung cấpdòng thông thoại cho thuê bao

Khi người điều khiển nhấn phím nào thì 1 cặp tonegồm 1 tần số cao và 1 tần số thấp tương ứng sẽtruyền trên đường dây thuê bao Tín hiệu DTMF này sẽđược 1 IC chuyên dùng MT8880 giải mã DTMF ra thành 4bit tương ứng với số của phím nhấn Đồng thời lúc đóchân IRQ\CP của MT8880 sẽ chuyển trạng thái từ mứclogic cao xuống mức logic thấp tác động vào vi điềukhiển để vi điều khiển đón lệnh và thi hành lệnh

Sau khi nhận biết đầu bên kia đã đóng tải giả,người điều khiển bấm mã passwords để xâm nhậpvào hệ thống điều khiển Mã passwords trong hệ thốngnày được qui định 4 số là 2397 Nếu người điều khiển

Trang 24

bấm sai mã passwords thì sẽ không xâm nhập được vàohệ thống điều khiển Nếu người điều khiển nhấn saimột trong 4 mã passswords thì hệ thống yêu cầu ngườiđiều khiển phải nhấn lại từ đầu mã passwords Sau khibấm đúng mã passwords 2397, chương trình con được gọiđể phát ra lời giới thiệu, chương trình con này cấp mứclogic cao ở chân P2.6 để chọn IC4 làm việc,sau đó cấpmức logic thấp cho chân P0.1 để chọn EPROM cần truyxuất (chứa dữ liệu là lời giới thiệu) và cấp mức logicthấp cho chân P2.7 để khởi động mạch đếm (mạch tạođịa chỉ đếm từ địa chỉ 0000H  FFFFH) trong khoảngthời gian 7s sau đó trở lại mức cao kết thúc việc truyxuất dữ liệu trong EPROM chứa dữ liệu là lời giớithiệu Tiếng nói được khuếch đại, qua biến áp cách lyvà được tải trên đường dây điện thoại

Người điều khiển sau khi được gợi nhớ trạng thái củacác thiết bị thì có thể tiếp tục điều khiển các thiết bịkhác và vi điều khiển cũng sẽ báo trạng thái củathiết bị sau mỗi lần nhấn lệnh điều khiển

Port 0 , IC2 và chân P2.4 dùng để điều khiển đóngngắt thiết bị Trong quá trình đóng ngắt, để minh họarõ ràng, tín hiệu 4 bit sau khi được giải mã tone sẽ đượcgiải mã sang led 7 đoạn để hiển thị số phím được nhấn.Trên mạch có led báo hiệu khi có chuông, led báo hiệuđóng mạch kết nối thuê bao và led báo hiệu đóngngắt thiết bị

Sau khi nhấn đúng mã passwords 2397, nếu lúc nàyngười điều khiển muốn kiểm tra tất cả các trạng tháithiết bị trước khi muốn điều khiển thì sẽ bấm mã số 5(Mã số 5 được qui định là mã kiểm tra tất cả cáctrạng thái thiết bị trong hệ thống điều khiển).Sau khinhấn đúng số 5 thì người điều khiển sẽ nghe được tínhiệu phản hồi về với tiếng nó để báo trạng thái tấtcả các thiết bị Lúc này, người điều khiển biết rõtất cả các trạng thái thiết bị Sau đó, người điềukhiển muốn tắt hay tắt thiết bị nào phụ thuộc vàomã lệnh người điều khiển muốn điều khiển tắt haytắt Nếu người điều khiển muốn tắt thiết bị thì ngườiđiều khiển bấm mã số 6 ( Mã số 6 được qui định làmã tắt thiết bị).Còn muốn tắt thiết bị nào là phụthuộc vào mã số thứ hai

Trong hệ thống này các số được qui định cho cácthiết bị như sau:

- Số 1 tương ứng cho thiết bị 1

Trang 25

Ví dụ : Muốn tắt thiết bị 1 thì người điều khiểnphải bấm mã 61 tức là mã tắt thiết bị 1 (Mã số 6là mã tắt và mã số 1 là thiết bị 1) Sau khi nhấnđúng mã 61 thiết bị 1 sẽ được tắt và vi điều khiểnsẽ cho truy xuất EPROM báo trạng thái thiết bị 1 vừamới điều khiển với nội dung “Thiết bị 1 đã tắt “.Nếu người điều khiển muốn tắt tiếp thiết bị 4 sẽbấm mã 64, sau khi bấm đúng mã 64 người điềukhiển sẽ nghe được tín hiệu phản hồi về bằng tiếngnói với nội dung “Thiết bị 4 đã tắt”

Nếu người điều khiển muốn tắt thiết bị thì bấmmã số 9 (Mã số 9 được qui định là mã tắt thiết bị) ,còn muốn tắt thiết bị nào thì phụ thuộc vào mãbấm tiếp theo của mã số 9 Ví dụ: Muốn tắt thiết bị

1 người điều khiển bấm mã số 9 , sau đó bấm mãsố 1 để tắt thiết bị 1 Sau khi bấm đúng mã 91 thìthiết bị 1 sẽ được tắt và sẽ có tín hiệu phản hồivề bằng tiếng nói để báo cho người điều khiểnbiết kết quả điều khiển bằng tiếng nói với nộidung “Thiết bị 1 đã tắt” Nếu người điều khiểnmuốn tắt thiết bị 3 thì bấm tiếp mã 93 thì lập tứcthiết bị 3 được tắt và đồng thời có tín hiệu phảnhồi về báo kết qủa điều khiển với nội dung “Thiết

bị 3 đã tắt”

Sau khi điều khiển hết tất cả các thiết bị muốnđiều khiển, người điều khiển muốn kiểm tra lại trạngthái tất cả các thiết bị thì chỉ việc bấm mã số 5(Mã này được qui định là mã kiểm tra tất cả các thiết

bị ).Sau khi người điều khiển bấm đúng mã số 5 thì hệthống sẽ đi kiểm tra tất cả các thiết bị và báo trạngthái hiện tại của tất cả các thiết bị cho người điềukhiển biết Ví dụ : “Thiết bị 1 đã tắt, thiết bị 2 đã tắt,thiết bị 3 đã tắt, thiết bị 4 đã tắt”

Trong hệ thống này còn dùng một chức năng làmã khẩn cấp, khi có sự cố cháy hay một số sự cốkhác v.v hay khi người điều khiển muốn tắt hết tấtcả các thiết bị cùng một lúc mà không cần phải đitắt từng thiết bị một mất thời gian

Ví dụ: Khi có cháy xảy ra thì hệ thống này sẽ tựđộng quay số báo động cho người có trách nhiệm bảovệ khu vực này biết Khi người có trách nhiệm khu vựcnày biết sẽ lập tức quay số về thuê bao có gắnmạch điều khiển để tắt tất cả các thiết bị điện đểtrách chập mạch điện dẫn đến hư hỏng các thết bị

Trang 26

điện và tránh chập mạch điện phát ra tia lửa điện đểphát cháy các khu vực khác Khi quay xong và bấmđúng mã passwords 2397 để vào hệ thống điều khiểnthì người diều khiển chỉ việc bấm mã số 5 thì tất cảcác thiết bị sẽ tắt và có tín hiệu phản hồi về bằngtiếng nói để báo trạng thái thiết bị với nội dung “Tấtcả các thiết bị đã tắt”

Sau khi người điều khiển bấm xong 1 số thì hệthống này sẽ đợi trong khoảng thời gian 30giây để coithử có phím nào được bấm tiếp không Nếu có thì sẽthực hiện tiếp và quay trở lại đợi tiếp 30giây Nếu sau30giây không có phím nhấn thì hệ thống sẽ tự độngmở tải giả tắt kết nối thuê bao,kết thúc việc điềukhiển

1.2 Tự động quay số báo động bảo vệ khi có sự cố:

Mạch có chức năng tự động quay số báo động khicó sự cố (cháy, nổ, trộm ) Khi có tín hiệu cháy từmạch ngoài tác động vào, tín hiệu này được đưa quamột FlipFlop với mục đích là chốt tín hiệu cháy này đểtránh trường hợp khi cháy xảy ra sẽ làm đức dây mấttín hiệu báo cháy Tín hiệu báo cháy này sau khi đi quaFlipFlop sẽ tác động vào chân P3.0 của vi điều khiểnbáo cho vi điều khiển biết là có cháy xảy ra Lúcnày vi điều khiển sẽ ra lệnh quay số báo động đếncho phòng cháy chữa cháy Số điện thoại này đã đượccài đặt sẵn trước đó thông qua bàn phím trên điệnthoại Cách cài đặt số điện thoại sẽ được trình bày ởphần sau Nếu bên thuê bao phòng cháy chữa cháynhấc máy thì lúc này tổng đài sẽ cấp tín hiệu đảocực để báo lại cho bên thuê bao gọi là thuê bao đầubên kia đã nhấc máy Lúc này hệ thống sẽ nhậnbiết thuê bao bên kia nhấc máy bằng tín hiệu đảo cựcmà tổng đài cung cấp cho nhờ vào một mạch cảmbiến tín hiệu đảo cực và đưa tín hiệu đảo cực này đếnchân P3.6 để báo cho vi điều khiển biết là đầu thuêbao bên kia (phòng cháy chữa cháy) đã nhấc máy.Lúc này, vi điều khiển ra lệnh xuất câu thông báo,báo động cho phòng cháy chữa cháy biết với nội dung

bằng tiếng nói như sau:” Hiện nay tại số nhà A,

đường B, phường C, quận D đang có cháy Xin các đồng chí tới chữa cháy” Sau khi quay báo động cho

phòng cháy chữa cháy xong, thì hệ thống này sẽ tựđộng quay tiếp số điện thoại báo động thứ 2 để báo

cho chủ nhà biết với nội dung :”Hiện nay nhà của

bạn đang có cháy Xin bạn hãy tìm cách xử lý.”

Sau khi xuất xong câu báo động thứ 2 này, hệ thống

Trang 27

này sẽ tự động tắt tải giả, kết thúc việc báo động.Sau đó ta phải reset lại cho mạch báo cháy.

Ở trên là trường hợp 2 cuộc gọi điều thành công.Nếu cuộc gọi thứ nhất không thành công thì hệ thốngsẽ tự động nhảy sang cuộc gọi thứ 2 Nếu cuộc gọithứ 2 cũng không thàng công thì nhảy trở về cuộc gọithứ nhất và tiếp tục gọi luân phiên như vậy cho đếnkhi nào cả hai cuộc gọi thành công thì thôi

Khi có trộm thì hệ thống này cũng báo động tươngtự như báo cháy ở trên Khi có tín hiệu phát hiện cótrộm từ bộ cảm biến thì tín hiệu này được đưa qua 1FlipFlop để chốt dữ liệu này lại Tín hiệu sau khi chốtsẽ tác động vào chân P3.1 của vi điều khiển, báo cho

vi điều khiển biết là có kẻ trộm Sau khi vi điều khiểnnhận được tín hiệu này ra lệnh quay số báo động đếncho chủ nhà biết trước, bằng cách đóng tải giả (nhấcmáy), sau đó sẽ quay số điện thoại cho chủ nhà Sốđiện thoại này đã được cài đặt sẵn trước đó thôngqua bàn phím trên điện thoại Cách cài đặt số điệnthoại sẽ được trình bày ở phần sau Sau khi quay xong sốđiện thoại xong thì hệ thống sẽ đợi trong khoảng thờigian 30giây, nếu không có ai nhấc máy thì sẽ nhảysang thực hiện cuộc gọi thứ 2 Nếu cuộc gọi thứ 2 cũngkhông thành công thì nhảy về cuộc gọi thứ nhất vàtiếp tục như vậy cho đến khi nào cả hai cuộc gọi thànhcông thì thôi Nếu trong khoảng thời gian 30giây cóngười nhấc máy thì tổng đài cấp tín hiệu đảo cực báocho thuê bao gọi biết là thuê bao đầu bên kia đã nhấcmáy Tín hiệu đảo cực được tổng đài cấp, được hệthống này nhận bằng một mạch cảm biến tín hiệuđảo cực để báo cho vi điều khiển biết là đầu bên kiađã nhấc máy Lúc này vi điều khiển sẽ cho truy xuấtcâu thông báo cho chủ nhà với nội dung thông báobằng tiếng nói :”Hiện nay nhà của bạn đang có trộm.Xin bạn về nhà gấp” Sau khi phát thông báo xong mạchsẽ tắt tải giả và nhảy sang thực hiện cuộc gọi thứ haiđể báo cho công an địa phương biết Nếu cuộc gọi thứ

hai thành công thì sẽ phát câu thông báo:”Hiện nay

tại số nhà A, đường B, phường C,quận D đang có kẻ trộm Xin mời các đồng chí tới bắt gấp” Sau

khi phát thông báo xong hệ thống này sẽ tắt tải giảđể tắt thuê bao, kết thúc cuộc gọi báo động Sau khikết thúc việc gọi báo động ta phải reset lại mạch báotrộm bằng một nút reset để cho mạch trở lại vị trí banđầu

Khi muốn cài đặt số điện thoại để báo động, ta cóthể ở xa hệ thống cũng có thể cài đặt được và

Trang 28

cũng có thể ở tại chỗ để cài số điện thoại Nếu

muốn cài số điện thoại cần báo động vào hệ thống

ta chỉ việc quay số điện thoại về hệ thống mình muốn

cài đặt Sau đó bấm mã passwords của hệ thống để

xâm nhập vào hệ thống, tiếp theo sau là bấm lệnh

để cài số điện thoại vào Mã lệnh để cài đặt số

diện thoại là 21 Sau khi bấm mã 21 thỉ hệthống sẽ

cho ta cài đãt số điện thoại báo động thứ nhất cho

báo động cháy, sau khi cài đặt xong số điện thoại thứ

nhất muốn báo động cho báo động cháy thì người cài

đặït bấm phím “ * ” để kết thúc số điện thoại thứ

nhất Nếu muốn kết thúc việc nạp số điện thoại luôn

thì bấm tiếp phím “ # “ thì hệ thống sẽ cho kết thúc

việc nạp số điện thoại Nếu người điều khiển muốn

cho nạp tiếp số điện thoại thứ 2 thì sau khi bấm phím “ *

“ thì bấm tiếp số điện thoại thứ 2 muốn cài đặt Sau

khi bấm xong số điện thoại thứ 2 muốn cài đặt thì bấm

phím “ * “ để kết thúc việc nạp số điện thoại thứ 2 và

bắt đầu cho số điện thoại thứ 3 Nếu muốn cài đặt

số điện thoại thứ 3 thì bấm tiếp số điện thoại thứ 3

muốn cài đặt vào Sau đó bấm phím “ * “ để kết thúc

số điện thoại thứ 3 và bắt đầu cho việc nạp số điện

thoại thứ 4 Nếu muốn nạp số điện thoại thứ 4 thì bấm

số điện thoại thứ 4 vào và bấm phím “ * “ để kết thúc

việc việc nạp số điện thoại thứ 4 cũng là số điện

thoại để báo động cuối cùng trong hệ thống báo

động này Để kết thúc việc nạp số điện thoại thì ta

bấm tiếp phím “ # “ để thoát khỏi chương trình nạp số

điện thoại

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

1 KHỐI CẢM BIẾN CHUÔNG:

1.1 Sơ đồ nguyên lý :

Hình 6: Mạch cảm biến chuông

1.2 Nguyên lý hoạt động:

Khi tổng đài cấp tín hiệu chuông cho thuê bao Tín

hiệu chuông có các thông số 75Vrms  90 Vrms, f = 25 Hz,

3 giây có 4 giây không Tín hiệu này qua tụ C1, tụ C1 có

Dz

R2 TIP

RING

Trang 29

nhiệm vụ ngăn dòng DC chỉ cho tín hiệu chuông đi qua.Đồng thời, C1 tạo ra sụt áp AC làm giảm biên độ tínhiệu chuông Sau đó tín hiệu chuông qua cầu diode đểchỉnh lưu toàn kỳ Mục đích của cầu diode không nhữnglà tạo ngõ ra của cầu diode tín hiệu điện áp có cựctính nhất định mà còn tăng đôi tần số gợn sóng,nhấp nhô của tín hiệu,như vậy tần số gợn sóng sau khiqua cầu diode là 50Hz Khi tần số lớn hơn thì việc triệttiêu độ nhấp nhô của tín hiệu dễ hơn Tụ C2 dùng lọcbớt độ nhấp nhô này Tín hiệu đi qua diode zener qua R1

phân cực thuận cho diode optron Dz có tác dụng chốngnhiễu, nếu nhiễu có mức điện áp nhỏ hơn điện ápngưỡng Vz thì Dz không dẫn, không cấp dòng cho diodephát quang của optron

Khi diode optron phân cực thuận, diode này sẽ phátquang kích vào cực B của transistor có cực C được nốiđiện trở lên nguồn +5V thông qua điện trở R2 phâncực cho transistor Khi có tín hiệu chuông transistor dẫnbảo hòa tạo ngõ ra tại cực C mức logic thấp Khi khôngcó tín hiệu chuông transistor ngưng dẫn tạo mức logic cao

ở cực C Mức logic này được khuếch đại bởi IC 74244 vàđưa vào chân ngắt ngoài của vi điều khiển (P3.3 – INT1) Tóm lại khi có tín hiệu chuông, mạch này cho ra làmức logic 0, khi không có tín hiệu chuông thì mạch nàycho ra là mức logic 1 Ngoài ra khi thông thoại, các tínhiệu thoại khác có biên độ nhỏ nên không đủ tácđộng đến mạch, như vậy mạch sẽ không ảnh hưởngđến các tín hiệu khác ngoại trừ tín hiệu chuông Chú

ý, optron dùng để cách ly điện áp của tín hiệuchuông, chuyển đổi chúng thành mức logic phù hợp chocác IC số

1.3 Thiết kế và tính toán:

Tín hiệu chuông của tổng đài cấp cho thuê baocó điện áp hiệu dụng khoảng 75Vrms đến 90Vrms, tần số25HZ

Chọn dòng qua Optron là IOptron = 4mA, sụt áp trênled Optron khoảng 1,1V

Chọn C1 là tụ không cực tính có thông số C1 =0,47

Trang 30

Điện áp qua diode cầu là : Vdiode cầu = 75 – VC1 –VD =

= 75 – 54,4 – 1,1 = 19,5VChọn diode Zener có : VZ = 15V

Tính điện trở R1 :

Chọn R1 = 1K

Tụ C2 , C3 là tụ lọc cầu diode, chọn C2 = C3 =10F/50V

Chú ý : Điện áp chịu đựng của C1 phải chọn sao cho lớn hơn 2 lần điện áp của tín hiệu chuông, tức

Chọn cầu diode có dòng chịu đựng 1A

Tính R2 :

Ta chọn optron là N35 có các thông số

- IF = 10mA (dòng điện qua diode bên trong optron

coupler)

- VCEO = 30V

- Hệ số truyền đạt 100%

- Mạch điện ngõ ra dùng transistor

- Hiệu điện thế cách điện VDC = 3350V

- Điện thế của diode bên trong optron là 1,5V tại IF = 10mA

- VCE = 0,3V tại ngõ ra là IC=5mA

Thông số được chọn để tính toán R2 : IC = 2mA Dòng colector

Giá trị của R2 là

Diode zener có Vz = 15V

2 KHỐI KẾT NỐI THUÊ BAO:

III 2.1 Sơ đồ nguyên lý:

1

mA I

V V

2

305

RING

Trang 31

Hình 7: Khối kết nối thuê bao

Diode cầu được mắc song song vào 2 đường dâyđiện thoại Trên đường dây này không những có tínhiệu âm thoại AC mà còn có hiệu điện thế DC, do đódiode cầu này không có chức năng chỉnh lưu mà cótác dụng chống đảo cực Khi khóa K1 đóng xuất hiệndòng chảy qua diode cầu, nhưng chỉ có 2 diode đượcphân cực thuận nên dẫn Còn 2 diode kia bị phân cựcnghịch nên không dẫn và chỉ dẫn khi tổng đài cócấp dòng điện đảo cực (phục vụ cho việc tính cướcđiện thoại) hay mắc lộn dây Tip và Ring

Khối tạo trở kháng giống như 1 thuê bao nhấc máygồm Q1, R5, C4 và R6 được mắc như hình vẽ tạo thành 1nguồn dòng để lấy dòng đổ vào mạch giống như củamột thuê bao của bưu điện Q1 có nhiệm vụ thay thếmột thuê bao trên lĩnh vực trở kháng Điện trở DC củamột máy điện thoại là  300 , điện trở xoay chiều tạitần số f = 1 KHz là 700  30% Tổng trở vào của mạchnày phải phù hợp các thông số trên, tụ C4 nhằm lọcxoay chiều Nên về mặt xoay chiều Q1 xem như hở mạch.Tín hiệu AC không ảnh hưởng đến trở kháng DC củamạch Tụ C5 có nhiệm vụ cách ly DC chỉ cho tín hiệu âmtần đi qua, tín hiệu âm tần này được tải qua biến ápsuất âm Cuộn sơ của biến áp này được mắc làm tảicủa tầng khuếch đại công suất âm tần

Chọn Q1 là C2383 có các thông số

Trang 32

TONE Q 4 OSC1 Q 3 OSC2 Q 2

Điện trở vòng qua mạch tác giả khoảng 150  1500

Ta chọn :

-  = 60

- Dòng DC của tổng đài cấp : IDC = 20mA

- Chọn tổng trở DC của tải là 9V

- Điện áp do sụp áp của cầu diode là 1V

3 KHỐI GIẢI MÃ THU VÀ PHÁT DTMF:

6

mA

V V V R

mA mA

I

333,060

V I

R I V V R

B

333,0

100.2019.1

5

6 4

1

R C

F R

12

1

6

,



V CC

V C

Trang 33

Như vậy khi xuất hiện 1 cặp tần số tone trên đườngdây, qua tụ C10 đưa vào ngõ vào IN- thì ngõ ra sẽ xuấthiện dạng nhị phân 4 bit tương ứng.

3.2.2 Bộ phát DTMF:

Trang 34

Bộ phát DTMF trong MT 8880 có khả năng tạo tấtcả 16 cặp tone DTMF chuẩn tối thiểu và độ chính xáccao Tất cả tần số này đều lấy từ dao động thạch anh3,579545 MHz mắc ngoài Để phát 1 tín hiệu DTMF thì dữliệu tương ứng dưới dạng mã nhị phân 4bit được đưađến D0, D1, D2 , D3 của IC MT 8880 Dữ liệu này được viếtvào thanh ghi nhận dữ liệu, sau đó được đưa đến bộphận chia hàng và cột lập trình được Sau đó đưa đếnbộ biến đổi D/A biến dung

Sau khi qua bộ biến đổi D/A biến dung các tonehàng và cột được trộn lại và lọc đề cho ra tín hiệuDTMF với ít hài và độ chính xác cao Tín hiệu DTMF nàyđược đưa ra ở chân số 8 của IC MT 8880 và đượckhuyếch đại để phát đến thuê bao nhận

Trang 35

3.3 Thiết kế và tính toán mạch giải mã thu và phát DTMF :

Các thông số của MT8880 do nhà sản xuất hướngdẫn, các giá trị điện trở, tụ điện, thời gian an toàn ,bảo vệ được nhà sản xuất đưa ra như sau :

4 KHỐI GIẢI MÃ VÀ HIỂN THỊ:

74LS247

Hình 9: Khối giải mã và hiển thị.

Mã 4 bit sau khi được giải mã từ mã DTMF đưa vàongõ ABCD của 74LS247 4 bit này được IC giải mã đểkích led 7 đoạn sáng Led 7 đoạn hiển thị được những sốmà 4 bit tính theo BCD Led 7 đoạn là led anode chung, đượcđiện trở hạn dòng xác định dòng ngõ vào mạch nàynhằm giúp người lắp đặt, sử dụng dễ dàng kiểmnghiệm được những phím được nhấn và những số đượcphát đi Trong khi đang điều khiển, người bên thuê baođược gọi sẽ theo dõi được sự điều khiển mạch.Trong khinạp số điện thoại từ bàn phím , kiểm tra số điện thoạiđã nạp và số điện thoại được phát đi thì người điềukhiển có thể theo dỏi dễ dàng số điện thoại của mìnhcần nạp và cần phát đi trên led 7 đoạn để tránhtrường hợp nạp nhầm số điện thoại

Q1

Q3

a c e

Trang 36

Chọn IC 74LS247 có ngõ ra tác động nữa âm , qua điện trỡ hạn dòng kích led 7 đoạn anode chung

Dòng qua mỗi nhánh của led khoảng 10mA

Sụt áp trên mỗi nhánh của led khoảng 1,6V  1,8VDòng ra tối đa của IC 74LS247 là 24mA

Giá trị điện trở R22  R28

Chọn R22  R28 = 330

IC có nguồn cung cấp + 5V

5 KHỐI ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG LỰC:

5.1 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 10: Khối điều khiển động lực.

Tín hiệu điều khiển từ ngõ ra được đưa đến IC74LS244 để khuếch đại lớn lên Tín hiệu này tác độngđến transistor làm đóng ngắt rơle Các tiếp điểm củarơle được kết nối ra bên ngoài để kết nối thiết bị cầnđóng ngắt

5.3 Thiết kế và tính toán :

Chọn Relay 5v, có điện trở 100 , điện áp chịuđựng của tiếp điểm là 220 VDC

Chọn Q2 – Q5 là C1815 có dòng IC khoảng 400 mAchọn dòng điện qua led là 10 mA

22

mA

V V

I

V V R

lep

áp sụp

Trang 37

 Các thông số mạch đã được tính toán sau:

Q2  Q5 là C1815 có dòng IC khoảng 400mA

R14 = 220  R13 = 1k 

6 KHỐI ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG TẮC BÊN NGOÀI.:

6.1 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 11 Tín hiệu điều khiển

Bình thường IC 74573 không làm việc chân Cvà OC được nối xuống mức thấp nhất thì dữ liệu đượcchốt ở Q1- Q4 Khi muốn điều khiển thiết bị thì chân Csẽ lên mức cao dữ liệu xuất từ vi điều khiển sẽ đượcqua IC 74573 với mức logic tương ứng của vi điều khiển.Mức logic này sau khi qua IC 74573 sẽ đi qua một cổngEXOR để xác định trạng thái đóng hay ngắt của thiết

bị Chân số 2 của EXOR được nối đến 1 công tắc bênngoài để điều khiển bên ngoài Vậy trạng thái mở haytắt thiết bị phụ thuộc vào 2 trạng thái ngõ vào củacổng EXOR, một tín hiệu từ vi điều khiển đưa tới 1 tínhiệu từ công tắc bên ngoài Tín hiệu từ công tắcbênngoài cũng sẽ được đưa đến Port2 của vi điều khiểnxác định xuất lệnh mở hay tắt thiết bị

chọnta

sâu hòa bảo

Để

4,3K1mA

0,7-5I

V-5VR

:R

Tính

(chọn

1mA60

60mAI

I :là hòa bảotransistorđể

kiện

Điều

mA6010mA50mA

I : dòngTổng

: relayquaDòng

RChọn

22010mA

0,3V3V

5VR

:R

Tính

7 B

BE 7

7

C B C

8

8 8

)60

50mAΩ

100

5VR

VI

220

Ω

relay

CC relay



Từ IC 74573

CÔNG TẮC

CÔNG SUẤ CỔNG

Trang 38

6.3 Tính toán và thiết kế :

Gọi A là trạng thái của tín hiệu từ vi điềukhiển

Goị B là trạng thái của tín hiệu từ công tắcbên ngoài

Goị C là trạng thái mở hay tắt của thiết bị.Goị mức logic 0 là tắt thiết bị

Gọi mức logic 1 là mở thiết bị

Ta có bảng sự thật tín hiệu được đưa đến IC 7486 như sau :

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

7 MẠCH KHUẾCH ĐẠI TONE RA :

Hình 12 : Khuếch đại Tone ngõ ra

7.2 Nguyên lý hoạt động :

Tín hiệu Tone ra từ MT8880 không đủ để truyềntải đi cho nên ta phải khuếch đại tín hiệu này Tín hiệunày được qua IC TL084 để khuếch đại lên, hệ sốkhuếch đại này phụ thuộc vào R20, R18 và VR1

7.3 Thiết kế và tính toán :

Chọn hệ số khuếch đại của mạch là AVO = 2

R20 C7

R18

R19 VR1

- -Vcc

2

1

4 3

+Vcccc TL084

TIP TONE

OUT

Trang 39

8 MẠCH NHẬN TÍN HIỆU ĐẢO CỰC :

1 Sơ đồ mạch :

Hình 13 : Mạch cảm biến tín hiệu đảo cực

Bình thường dây Ring mang điện thế âm, dây Tipmang điện thế dương cho nên Diode khong dẫn ngỏ

ra tại cực C của transistor là mức logic cao Khi thuê baothực hiện 1 cuộc gọi đi nếu thuê bao đầu bên kianhấc máy thì tổng đài sẽ cấp một tín hiệu đảo cựcbáo cho thuê bao gọi biết là thuê bao đầu bên kiađã nhấc máy (thông thoại) Lúc này dây Tip mangđiện thế âm, dây Ring mang điện thế dương  Diodedẫn  tại cực C của transistor xuống mức thấp tácđộng vào chân P3.7 của vi điều khiển báo cho viđiều Keihin biết đầu bên kia đã nhấc máy để viđiều khiển ra lệnh xuất câu báo động

8.3 Tính toán và thiết kế :

Ta chọn mạch cảm biến tín hiệu đảo cực là optionN35 Option N35 có các thông số kỹ thuật sau:

+ IF =10 mA (Dòng điện qua deode bên trongoption coupler)

+ VCEO = 30V

F107Cchọn:

lạcliêntụ là 7CTụ

4,7K20

R

4,7K18

R

10K1

VR 20

2.R1VR18R

220

R 1

VR18

RVOA:cóTa

μΩ

ΩΩ

Tip

R

40

P3.0

Trang 40

+ Hệ số truyền đạt 100%

+ Mạch điện ngõ ra dùng transistor+ Hiệu điện thế cach điện VDC = 3350 V+ Điện thế của deode bên trong option là 1,5Vtại IF = 10mA

+ VCE = 0,3 V tại dòng ngõ ra là IC = 5mAThông số được chọn để tính toán R40 : IC = 2mA ,dòng colector giá trị của R40 là :

9 KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN 8951:

Hình 14: IC8951

Các chân điều khiển:

- P0.0  P0.7 và P2.4  P2.6 : điều khiển các

thiết bị và truy xuất các EPROM

- P1.0  P1.3: ngõ vào nhận và phát dữ liệu 4bit

- P1.4 : điều khiển mạch kết nối thuê bao

- P1.5 : điều khiển chân 2 của IC MT8880

- P1.6 : điều khiển chân RSO của IC MT8880

- P1.7 : điều khiển chân R/W của IC MT8880

- P2.0  P2.3 : nhận tín hiệu phản hồi từ công tắt bên ngoài

- P2.7 : điều khiển mạch tạo địa chỉ

2,2KR

:Chọn

2,35K2mA

0,3V5V

Tiêu đề	Hệ Thống Điều Khiển Thiết Bị Điện Tử Từ Xa Và Tự Động Quay Số Báo Động Thông Qua Mạng Điện Thoại
Tác giả	Lê Huỳnh Xuân
Người hướng dẫn	TS. Trần Thu Hà
Trường học	Đại Học Quốc Gia TP.HCM
Chuyên ngành	Khoa Điện – Điện Tử
Thể loại	Luận Văn Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2000
Thành phố	TP.Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	605 KB

Tài liệu tham khảo	Loại	Chi tiết
1. Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn Tác giả : Dương Minh Trí - Nhà xuất bản KHKT – 1997	Khác
2. Tra cứu IC Nhật Bản (Tập 2)	Khác
3. Tra cứu CMOS - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội-1993	Khác
5. Linh kiện quang điện tử - Nhà xuất bản KHKT – 1994	Khác
6. Kỹ thuật số Tác giả : Nguyễn Thuý Vân - Nhà xuất bản KHKT Hà Nội– 1997	Khác