THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG BÁO ĐIỂM TỰ ĐỘNG QUA MẠNG PSTN VÀ DI ĐỘNG

THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG BÁO ĐIỂM TỰ ĐỘNG QUA MẠNG PSTN VÀ DI ĐỘNG

Chuyên ngành Điện tử

thiết kế chế tạo hệ thống báo điểm tự động

qua mạng pstn và di Động

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sự phát triển nh vũ bão của khoa học và công nghệ trên thế giới đã đa đến những tiến bộ vợt bậc trong các hệ thống thông tin liên lạc đáp ứng đợc ngày càng nhiều các yêu cầu của con ngời Nhất

là những ứng dụng của kỹ thuật thông tin liên lạc vào lĩnh vực kinh tế, khoa học, đời sống Chính nhờ

nó xã hội loài ngời đã phát triển không ngừng Đặc biệt trong những thập niên gần đây, ngành b u chính viễn thông đã phát triển mạnh mẽ tạo ra bớc ngoặt quan trọng trong lĩnh vực thông tin để đáp ứng nhu cầu của con ngời Ngoài nhu cầu về thông tin con ngời còn muốn những nhu cầu khác nh: tự

động trả lời điện thoại khi chủ vắng nhà, hộp th thoại, hệ thống điều khiển từ xa thông qua mạng điện thoại, Vì thế ngành bu chính viễn thông luôn là đề tài cho các nhà khoa học, kỹ s và đông đảo các bạn đọc thuộc các ngành có liên quan đến ngành bu chính viễn thông

Với chủ trơng kết hợp mô hình đào tạo nghiên cứu và sản xuất của Học viện công nghệ b u chính viễn thông, phong trào nghiên cứu khoa học trong học sinh, sinh viên đang đợc sự tham gia rất nhiệt tình của đông đảo các bạn sinh viên cũng nh các thầy cô giáo Thông qua hoạt động nghiên cứu khoa học đã giúp sinh viên làm quen với tác phong tự làm việc, thúc đẩy sự tìm tòi, nghiên cứu tài liệu, qua

đó bổ sung kiến thức cho bản thân

Sự phát triển của công nghệ thông tin khiến chúng ta đặt ra câu hỏi: liệu có thể kết hợp máy vi tính và điện thoại, thông qua điện thoại mọi ngời có thể tra cứu thông tin quan trọng trên máy tính, xem

điểm thi, lập ra các hình thức hộp th thoại trong gia đình và ghi lại nội dung cuộc gọi đợc không?

Hoà chung vào không khí thi đua học tập và vì mục tiêu trên nhóm sinh viên chúng em gồm Nguyễn Trung Hiếu, Hoàng Đình Thọ đã thành lập một nhóm nghiên cứu khoa học, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế chế tạo hệ thống báo điểm tự động qua mạng PSTN và di động” dới sự hớng

dẫn của thầy Đinh Sỹ Quảng và thầy Đặng Việt Hùng Nội dung của đề tài là nghiên cứu, thiết kế hệ thống báo điểm thi tự động thông qua mạng điện thoại Ngoài ra còn tích hợp thêm tính năng tự trả lời

và ghi lại lời nhắn khi chủ vắng nhà

2 Nội dung khoa học của đề tài

Nội dung của đề tài bao gồm hai phần chính là thiết kế phần cứng, viết phần mềm điều khiển cho vi

điều khiển và truy xuất cơ sở dữ liệu trong máy tính

2.1 Thiết kế phần cứng

2.1.1 Sơ đồ khối tổng quát

Đờng điện thoại

Mạch

bảo vệ và

ghép nối đ

ờng dây

Relay điều khiển kết nối với mạch

Mạch phát

âm thanh

Mạch cầu

và khối tạo tải giả

Detect DTMF

Khối phát

hiện chuông điều khiểnVi

Mạch phối ghép với máy tính

Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV

Hình 1: Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thiết kế

2.1.2 Chức năng và hoạt động của các khối

Trớc hết ta mắc mạch điều khiển song song với máy điện thoại để bàn Mạch bảo vệ có tác dụng bảo

vệ chống quá áp cho các phần tử trong mạch, và thực hiện ghép nối với đờng dây thoại, nhận tín hiệu thoại, tín hiệu DTFM và tín hiệu điều khiển

Mạch cầu để chống đảo cực của đờng truyền trớc và sau khi kết nối thuê bao, giúp phân cực tín hiệu vào MT8870 và mạch thu phát âm thanh, đảm bảo cho MT8870 có thể detect đ ợc tín hiệu DTMF,

và việc truyền nhận tín hiệu âm thanh thoại với máy tính thông qua phần mạch chức năng đợc đảm bảo

Tải giả tạo tín hiệu giả nhấc máy để kết nối thuê bao (đảm bảo trở kháng 300  đối với điện áp một chiều, và 600 đối với điện áp xoay chiều)

Khối nhận biết tín hiệu chuông nhận biết đợc khi tổng đài đổ chuông và báo cho Vi điều khiển Khối detect DTMF: nhận dạng phím bấm Khi thuê bao nhấn phím, một cặp tần số DTMF truyền trên đờng dây thoại Tần số này nằm trên dải thông của tín thiệu thoại, một tần số cao và một tần số thấp nên không thể trùng lấp với tín hiệu ngời nói Thực hiện giải mã DTMF, 4 bit giải mã đợc đa vào

Vi điều khiển để xử lý

Vi điều khiển sẽ thực hiện: đếm số lần đổ chuông, điều khiển relay tạo trạng thái nhấc máy giả, nhận tín hiệu DTMF, thực hiện trao đổi với máy vi tính (cho phép máy tính ghi phát âm thanh)

Mạch thu âm thanh để thu tiếng thoại gọi đến và ghi lại lời nhắn trong máy tính

Mạch phát âm thanh để phát ra câu trả lời tự động báo điểm hoặc phát ra lời nhắn khi chủ vắng nhà

Mạch ghép nối Vi điều khiển với máy tính thực hiện trao đổi thông tin giữa Vi điều khiển với máy tính Điều đó đợc thực hiện thông qua IC MAX232 theo phơng thức truyền của cổng nối tiếp

2.1.3 Thiết kế hệ thống

Thiết kế hệ thống bao gồm việc thiết kế mạch thực hiện các nhiệm vụ nh đã nêu trong sơ đồ

khối tổng quát trong hình 1.

 Khối giao tiếp đờng dây và cảm biến chuông

Mạch thu

âm thanh

Chuyên ngành Điện tử

 Relay điều khiển và mạch cầu

 Mạch tạo tải giả

 Khối detect DTMF

 Mạch thu âm thanh thoại và tín hiệu DTMF

 Mạch phát âm thanh từ máy tính lên đờng điện thoại

 Mạch Vi điều khiển

 Khối ghép nối Vi điều khiển với máy tính

2.2 Xây dựng phần mềm

2.2.1 Viết phần mềm cho Vi điều khiển AT89C52

Nhóm đã tiến hành xây dựng lu đồ thuật toán và viết hoàn thiện phần mềm cho vi điều khiển, tiến hành chạy thử nghiệm nhiều lần và cho kết quả tốt

2.2.2 Viết phần mềm truy cập dữ liệu trong máy tính

Chúng em đã hoàn thành phần mềm cho việc truy cập điểm thi theo cơ sở dữ liệu trong Windows và đa ra ngoài tới đầu kia thuê bao với giao diện đẹp và có các trình giám sát việc thực hiện của máy tính Ngoài ra còn tiến hành viết phần mềm ghi lại tin nhắn khi chủ vắng nhà

3 Phơng pháp nghiên cứu của đề tài

Để thực hiện và hoàn thành đề tài nhóm chúng em cần chuẩn bị đầy đủ cả về kiến thức lý thuyết, khả năng thực hành, cũng nh kỹ năng lập trình

Nhóm tiến hành phân chia khối lợng công việc thành các phần nhỏ để nghiên cứu:

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy điện thoại

- Tìm hiểu báo hiệu tổng đài thuê bao, tiếng chuông và thời lợng mỗi hồi chuông điện thoại

- Tìm hiểu hoạt động và chức năng của các linh kiện đợc sử dụng

- Tìm hiểu về tín hiệu đa tần DTMF, và IC thu DTMF MT8870

- Thiết kế phần cứng, tiến hành đo đạc tính toán các thông số

- Viết phần sụn điều khiển hệ thống

- Viết phần mềm ghép nối với PC trên môi trờng Windows

3.1 Tìm hiểu máy điện thoại, tiếng chuông và báo hiệu của tổng đài đến thuê bao

Nhóm có tham khảo tài liệu Máy điện thoại ấn phím của Kỹ s Nguyễn Xuân Hòe và một số tài liệu khác

để tìm hiểu về những vấn đề này

3.2 Tìm hiểu về IC MT8870 thu tín hiệu DTMF

Tuyển tập đề tài nghiên cứu khoa học HS-SV

Tham khảo ở các sách nớc ngoài viết rất rõ về các IC 8870 và 8880

3.3 Tìm hiểu về Vi điều khiển họ 8051 và học cách lập trình cho nó

Tham khảo trong sách Họ vi điều khiển 8051 của tác giả Tống Văn On, nhà xuất bản Lao

động - xã hội 2001 Từ đó nhóm chúng em có khả năng lập trình cho Vi điều khiển AT89C52

3.4 Lập trình phần mềm truy cập cơ sở dữ liệu trong máy tính

Nhóm chúng em sử dụng ngôn ngữ lập trình Delphi với các ứng dụng API đợc hỗ trợ nhiều trong Windows

3.5 Học phần mềm thiết kế mạch in

Nhóm nghiên cứu đã học và sử dụng thành thạo phần mềm thiết kế mạch in OrCad 9.2, từ đó

có khả năng tự thiết kế mạch in và phần cứng cho đề tài của mình

4 Khả năng ứng dụng của đề tài

Đề tài hoàn thiện cả về phần mềm điều khiển và phần mềm truy xuất cơ sở dữ liệu có thể ứng dụng đề tài trong phòng đào tạo của Học viện cho phép sinh viên có thể xem điểm của mình một cách chính xác qua đờng điện thoại Gia đình các sinh viên có thể kiểm tra kết quả học tập của con mình thông qua hệ thống báo điểm tự động đặt trong các phòng đào tạo mà nhóm đề tài thiết kế

Đề tài còn có thể ứng dụng cho việc xem điểm thi của các sinh viên trong lớp khi tại nhà của lớp trởng lớp đó có gắn thêm phần cứng và cài đặt phần mềm của đề tài

Đề tài có thể triển khai thành các dịch vụ bán hàng tự động qua điện thoại chỉ qua việc thay đổi

và phát triển thêm phần mềm

ứng dụng trong các gia đình dới hình thức trả lời tự động khi chủ vắng nhà và hộp th thoại Tuy nhiên, do mới bớc đầu tiếp cận nghiên cứu cũng nh thời gian nghiên cứu có hạn nên chơng trình chắc chắn có nhiều hạn chế, thiếu sót chúng em rất mong đợc sự góp ý, giúp đỡ của các thầy cô giáo cũng nh của các bạn sinh viên để chơng trình có thể hoàn thành đợc tốt hơn./