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家庭智能緊急呼救系統(tǒng)求救終端畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

2025-06-24 20:04本頁(yè)面
  

【正文】 完畢后,經(jīng)過(guò)第四段定時(shí)時(shí)間后,系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)。經(jīng)整體測(cè)試得知,軟硬件配合良好,電路狀態(tài)與程序運(yùn)行狀態(tài)良好,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 整體硬件實(shí)物圖 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境結(jié)論本設(shè)計(jì)是一款滿足人們現(xiàn)實(shí)生活中家居安全需求的智能化系統(tǒng)的,利用市場(chǎng)上較為成熟的單片機(jī)技術(shù)和應(yīng)用范圍很廣的公共電話網(wǎng),配合精度較高的的雙音頻收發(fā)芯片MT8880和適用于通信的語(yǔ)音芯片ISD4004,實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所有預(yù)期功能。本設(shè)計(jì)利用MT8880的雙音多頻發(fā)送與接收原理,通過(guò)實(shí)際電路的設(shè)計(jì)模擬固定電話通話過(guò)程中的電氣參數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)、信號(hào)音檢測(cè)、通話等功能。在通話功能中,利用ISD4004高品質(zhì)語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片將按段存儲(chǔ)的語(yǔ)音信息播放。此外,本設(shè)計(jì)利用無(wú)線發(fā)送與接收裝置,實(shí)現(xiàn)“一鍵式”呼救;并且附加GSM模塊,可通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行遠(yuǎn)程短信報(bào)警。本設(shè)計(jì)硬件主體部分由分立元件搭接而成,前期設(shè)計(jì)與焊接過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些模擬電路的實(shí)際問(wèn)題,借助示波器等儀器對(duì)電路實(shí)行分段檢測(cè),確定合適的元件參數(shù)后,MT8880芯片、音頻變壓器、繼電器等器件所引發(fā)的實(shí)際硬件問(wèn)題得以解決,使本設(shè)計(jì)最終運(yùn)行正常,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。本設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn):(1)進(jìn)行邏輯運(yùn)算與時(shí)序分配的室內(nèi)控制模塊選用STC89C52單片機(jī),成本低廉、功能較強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單,有一定的外部擴(kuò)展功能。(2)數(shù)據(jù)采用固定電話線路傳輸,在號(hào)碼撥通正常的情況下,信令與語(yǔ)音的通信借助于現(xiàn)有的現(xiàn)代程控交換機(jī),即在信令傳輸與撥號(hào)過(guò)程中線路系統(tǒng)極其穩(wěn)定,一旦號(hào)碼完成送出,被叫端必然會(huì)收到警報(bào)信息。(3)本設(shè)計(jì)采用“一鍵式”無(wú)線緊急撥號(hào)求救,用戶(hù)在遇到緊急情況后,只需按下按鍵即可,不需要再另行處理其他問(wèn)題。即使用極其簡(jiǎn)捷。(4)本設(shè)計(jì)的核心部分,即自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)模塊是自行搭接的模擬電路,成本低廉,但功能穩(wěn)定。(5)本設(shè)計(jì)附加GSM無(wú)線短信報(bào)警功能,可以避免單方面聯(lián)系不通而引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。并且豐富了設(shè)計(jì)的通信方式。本設(shè)計(jì)完成原理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)所有預(yù)期功能,只要用戶(hù)按下手中無(wú)線遙控器上的按鈕,即可自動(dòng)完成有線求救及無(wú)線報(bào)警功能,功能穩(wěn)定、操作便捷、成本低廉,具有一定市場(chǎng)推廣價(jià)值。致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成,首先要感謝北方工業(yè)大學(xué)與信息工程學(xué)院的大力支持,感謝通信工程系提供優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)環(huán)境與基本實(shí)驗(yàn)設(shè)備。畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文是在劉紅老師的指導(dǎo)下逐步完成的,這一學(xué)期從前期任務(wù)布置、中期設(shè)計(jì)指導(dǎo)到后期進(jìn)度檢查,劉老師對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督與指導(dǎo),在劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)風(fēng)格的熏陶下,本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量通過(guò)層層完善得以提升。此外,還要感謝馮良老師和王玉花老師,在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作階段,這兩位老師也主動(dòng)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與基礎(chǔ)元件??梢哉f(shuō),本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以順利完成,離不開(kāi)這幾位老師的幫助。最后,再次衷心地感謝學(xué)校的各級(jí)單位、領(lǐng)導(dǎo)、老師對(duì)本人學(xué)習(xí)、實(shí)踐過(guò)程中的支持。參考文獻(xiàn)[1] 陽(yáng)昌漢.高頻電子線路.北京:高等教育出版社,2006[2] 童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,2007[3] 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程——入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)、拓展. 北京:電子工業(yè)出版社,2009[4] 李碩,馮玉娟.:國(guó)外電子元器件,第8期,P6568. 2008 [5] 蘇新紅,張志霞.家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì).河南:科技信息,第24期,P406. 2011[6] 趙陽(yáng).MT8880的音信號(hào)檢測(cè)在交換系統(tǒng)中的應(yīng)用.南京:電子工程師,第4期,P4148. 2001[7] 余彬杰,路林吉.基于公共電話網(wǎng)的電梯安全呼救系統(tǒng).上海:第八屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議,P109113. 2007[8] 葉晨輝,趙全明,丁夢(mèng)瑤. 基于MT8880的多功能一鍵撥號(hào)電話系統(tǒng)設(shè)計(jì). 河北:電子設(shè)計(jì)工程,第4期,P190192. 2011[9] 李雪梅,李秋紅. 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IEEE. 2011外文資料翻譯及原文一個(gè)用于家庭及辦公室的遠(yuǎn)程電話遙控器lsmail Cogkun, Hamid ArdamGazi Universitesi, Teknik EgitimFakultesi Elektrik mitimi Bolumu06500Te kni kokullarAn kara/Tu rki ye摘要本文介紹了一個(gè)基于手機(jī)的家庭辦公室自動(dòng)化遠(yuǎn)程遙控器的的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。該電路根據(jù)土耳其電話設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),像普通電話機(jī)一樣,連接到電話網(wǎng)。任何支持雙音多頻(DTMF)語(yǔ)音撥號(hào)的電話機(jī)或者手持式語(yǔ)音撥號(hào)器均可被用作向控制單元發(fā)送命令的終端,這種方式廣泛用于家庭應(yīng)用和辦公室辦公過(guò)程中。本設(shè)計(jì)的電路還可以通過(guò)檢測(cè)用戶(hù)識(shí)別號(hào)碼,防止非授權(quán)單位使用控制單元,一旦出現(xiàn)非法情況,系統(tǒng)將發(fā)送反饋信號(hào)通知用戶(hù)。在當(dāng)今社會(huì),迅猛發(fā)展的自動(dòng)化領(lǐng)域已成為家庭和辦公室不可或缺的組成部分,各種發(fā)展中的技術(shù)已被用于有更好的環(huán)境。家庭和辦公室之間的信息交換使許多日常生活的各個(gè)方面更容易、更方便[1]。使用遠(yuǎn)程遙控器的目的可枚舉如下: 1. 找一個(gè)解決普遍存在的問(wèn)題的辦法。 假設(shè)一個(gè)設(shè)備被遺落在用戶(hù)所遠(yuǎn)離的家庭或者辦公室中,就像安全警報(bào)器、電爐、熨斗等等。在這種情況下,就需要遠(yuǎn)程控制。 2. 對(duì)便捷的角度來(lái)看。 用戶(hù)在可以輕松便捷地操作家中的家庭電器,當(dāng)然在辦公室亦然。例如,用戶(hù)可以在回家之前就打開(kāi)電烤箱,以便它在用戶(hù)回家的路上就開(kāi)始加熱,這樣當(dāng)用戶(hù)到家以后就可以立即開(kāi)始準(zhǔn)備晚餐。 3. 從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看。 隨著電信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電話線已經(jīng)可以覆蓋到最偏遠(yuǎn)地方。昂貴的設(shè)備僅僅用于語(yǔ)音通信將會(huì)是一種浪費(fèi)[1]。相反,已經(jīng)可用的線路可以用于沒(méi)有教育、文化和調(diào)控目的的基礎(chǔ)設(shè)施投資,這種可利用的電話線路大幅度降低了這樣一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)施成本。當(dāng)一個(gè)人離家很遠(yuǎn),突然想起需要完成的一些事情時(shí),他不是必須親自回去,就是要找其他人去完成這項(xiàng)工作,這兩種情況都很浪費(fèi)時(shí)間和精力。有關(guān)此類(lèi)問(wèn)題,早期的研究是關(guān)于個(gè)人電腦方面的。無(wú)論一臺(tái)個(gè)人電腦(PC)是多么昂貴的,它都不可能隨時(shí)可用[2]??紤]到這些問(wèn)題,本設(shè)計(jì)的解決方案就更具吸引力。如圖1所示,遠(yuǎn)程控制器的功能是通過(guò)遠(yuǎn)程位置的電話線路來(lái)為電路提供電源,遙控器在本地電話機(jī)的旁邊。該系統(tǒng)基于DTMF電話系統(tǒng),控制器使用電話鍵盤(pán)作為直接傳輸數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)命令的輸入設(shè)備[34],檢測(cè)到接收命令后加載驅(qū)動(dòng)程序。圖1 電話遠(yuǎn)程控制在這個(gè)系統(tǒng)中,電話號(hào)碼是通過(guò)語(yǔ)音模式發(fā)出的。兩個(gè)不同頻率的聲音頻帶可以顯示鍵盤(pán)上的任何數(shù)字。電話機(jī)使用雙音多頻(DTMF)的方法發(fā)送數(shù)字。按下DTMF鍵盤(pán)上的一個(gè)按鍵,會(huì)在語(yǔ)音頻帶(3003000Hz)中產(chǎn)生兩個(gè)語(yǔ)音。電話機(jī)所使用的DTMF發(fā)生器的圖表如圖2所示。電話鍵盤(pán)的DTMF音調(diào)如表1所示。當(dāng)檢測(cè)到DTMF接收器中有效地語(yǔ)音對(duì)時(shí),每個(gè)語(yǔ)音對(duì)會(huì)被分成有效的脈沖[5]。表1顯示了既定的貝爾系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。低音頻組:697,770,852,941Hz高音拼組:1209,1336,1477,1633Hz頻率容差:%+2Hz振幅范圍:24dbma+6dbm600Ω脈沖持續(xù)時(shí)間:40ms圖2 電話機(jī)DTMF發(fā)生器簡(jiǎn)圖表1 功能解碼表DTMF接收器的任務(wù)是在電話線路或者其他傳輸媒介上檢測(cè)到一個(gè)有效的語(yǔ)音對(duì),一個(gè)有效的語(yǔ)音對(duì)表示一個(gè)單一的數(shù)字。DTMF接收器的輸出是二進(jìn)制代碼,如表1所示。DTMF接收器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示,這種集成電路是一個(gè)完整的DTMF接收器,集成兩個(gè)帶通濾波器和數(shù)字解碼器功能。濾波器采用開(kāi)關(guān)電容技術(shù)來(lái)檢測(cè)所有的DTMF音調(diào)對(duì),并將其解碼成4位二進(jìn)制代碼。圖3 DTMF接收器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖語(yǔ)音的低頻組和高頻組的分離,是通過(guò)應(yīng)用DTMF信號(hào)輸入到兩個(gè)六階開(kāi)關(guān)電容帶通濾波器實(shí)現(xiàn)的,通帶分別對(duì)應(yīng)低頻組和高頻組的頻率。每個(gè)過(guò)濾器的輸出是跟隨一個(gè)在頻帶受限之前先將信號(hào)變平滑的單階電容濾波器之后的。在高增益比較器中執(zhí)行出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的限帶過(guò)程,以防檢測(cè)到不必要的低頻信號(hào)。圖4顯示了濾波器響應(yīng)。圖4 濾波器響應(yīng)l 控制單元就像任何電話機(jī)那樣,連接到電話網(wǎng)絡(luò)上。l 控制器與電話線接口的設(shè)計(jì)中,很有必要通過(guò)光耦隔離、浪涌保護(hù)(微機(jī)繼電保護(hù))電路和匹配變壓器進(jìn)行處理,以符合土耳其電信的要求。l 對(duì)于自動(dòng)線路連接來(lái)說(shuō),必須使用環(huán)形探測(cè)器和環(huán)形計(jì)數(shù)器。l 復(fù)位和環(huán)形計(jì)數(shù)器的預(yù)設(shè),在完成每條指令以后,生成確認(rèn)語(yǔ)音。l 為防止非授權(quán)者使用的控制單元,必須設(shè)置一個(gè)密碼。l 使用選擇模式以供本地使用。l 控制操作完成后,處理必須經(jīng)過(guò)一定延時(shí)方可自動(dòng)結(jié)束。遠(yuǎn)程遙控器的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。該模塊有四個(gè)主要特點(diǎn)。 l 電話線接口;l DTMF接收器和數(shù)字電路;l 驅(qū)動(dòng)和反饋電路;l 電源。圖5 遠(yuǎn)程遙控器的結(jié)構(gòu)框圖 電話線路接口該部分由兩部分組成,第一部分檢測(cè)到振鈴信號(hào),使控制單元在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行呼叫應(yīng)答;另一部分通過(guò)電話線接收和發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)。在電話系統(tǒng)振鈴信號(hào)被發(fā)送,開(kāi)始進(jìn)行振鈴時(shí)[2],振鈴信號(hào)電壓變?yōu)?5~90V,頻率是25Hz。使用這個(gè)振鈴信號(hào),以便線路自動(dòng)連接,如圖6所示,在線路接口的第一步是環(huán)形探測(cè)器。該電路的響應(yīng)為交替的振鈴信號(hào),環(huán)形計(jì)數(shù)器檢測(cè)鈴聲,當(dāng)預(yù)置計(jì)數(shù)達(dá)到規(guī)定值時(shí),數(shù)據(jù)處理定時(shí)器電路開(kāi)啟[3]。應(yīng)答時(shí)間是依賴(lài)于通過(guò)電話線匹配變壓器的數(shù)字電路開(kāi)關(guān)控制的數(shù)據(jù)處理定時(shí)器。圖6 線路接口結(jié)構(gòu)框圖匹配變壓器有兩個(gè)二級(jí)(AB)DTMF接收器和(CD)反饋信號(hào),這個(gè)模塊另外一個(gè)必要的部分是環(huán)形計(jì)數(shù)器復(fù)位電路,設(shè)計(jì)電路將連接到電話線上。因此,通過(guò)光電耦合器,浪涌隔離(光盤(pán)版)保護(hù)電路和匹配變壓器后,系統(tǒng)符合電信監(jiān)管部門(mén)的使用條件,并且設(shè)置兩個(gè)光隔離器是比較合適的,第一個(gè)光耦用于環(huán)形探測(cè)器和環(huán)形計(jì)數(shù)器之間,另一個(gè)光耦則作為匹配變壓器通過(guò)電話線連接的初級(jí)。5. DTMF接收器和數(shù)字電路該部分是遠(yuǎn)程遙控器的主要部分。所接收到的語(yǔ)音利用經(jīng)過(guò)匹配變壓器的接口電路傳輸?shù)竭@個(gè)部分,該部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示??梢钥闯?,這部分包括DTMF接收器、用戶(hù)密碼檢測(cè)器和存儲(chǔ)器件。通過(guò)二次終端(AB)的DTMF接收信號(hào)通過(guò)電容性耦合到MT8870解碼器上。可是使MT8870正常運(yùn)行的外部器件僅包括4個(gè)電阻、1個(gè)電容和1個(gè)晶振。在這一設(shè)置下,輸入提供一個(gè)差分運(yùn)算放大器和用于中頻軌的偏壓電源(Vc),如此配置用于增益調(diào)整。該部分的設(shè)置如圖8所示。圖7 數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)框圖圖8 一個(gè)完成的DTMF接收器電阻和電容的參數(shù)分別如下: MT8870的輸出端輸出的是4bit的編碼,通過(guò)接口線KLMN應(yīng)用于數(shù)字電路中,在接收器下一級(jí)的數(shù)字電路作為一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序如圖9所示。4bit數(shù)據(jù)耦合到4線16線譯碼器(74LS154)上。若要該集成電路處于主動(dòng)模式下,引腳18~19必須要置低電平,主動(dòng)模式取決于密碼檢測(cè)電路。如果密碼正確,檢測(cè)電路給74LS154的引腳18~19發(fā)送一個(gè)低電平,被發(fā)送的輸出數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)逆變器送到一個(gè)D型觸發(fā)器(FIF)的存儲(chǔ)器元件內(nèi)。在DTMF鍵盤(pán)上按39。139。鍵,它給作為負(fù)載的LED燈發(fā)送一個(gè)高電平使其發(fā)光;在DTMF鍵盤(pán)上按39。239。鍵,D型觸發(fā)器接收到一個(gè)低電平,復(fù)位輸入并且Q電平狀態(tài)變低,這樣,LED燈熄滅。
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