hệ thống điều khiển thiết bị từ xa và tự động quay số báo động thông qua mạng điện thoại, chương 3 doc

Chương 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ KHỐI
1. Phương án 1 :
Dùng vi mạch số với tín hiệu phản hồi và phát đi bằng
tiếng nhạc
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
K
HUYẾCH ĐẠI
ÂM HIỆU
KẾT NỐI
THUÊ BAO
CẢM BIẾN TÍN

HIỆU CHÁY
CẢM BIẾN TÍN
HIỆU ĐẢO CỰC
TIP
RING
Hình 1: sơ đồ khối dùng vi mạch số
Đối với phương án thiết kế sử dụng vi mạch số thì đòi hỏi
người thiết kế phải nắm vững phương pháp thiết kế bằng kó
thuật số và chức năng của các vi mạch tham gia trong mạch
điện. Mặt khác, nếu thiết kế bằng vi mạch số thì mạch rất phức
tạp, to và cồng kềnh. Không được mềm dẻo khi muốn phát triển
thêm hay khi muốn thay đổi cách điều khiển.
Mạch này dùng tín hiệu phản hồivà phát đi bằng tiếng
nhạc báo động cho nên người điều khiển hay người được thông
báo không biết chính xác các trạng thái làm việc của mạch và
trạng thái báo động.
2. Phương án 2 :
Dùng vi điều khiển với tín hiệu phản hồi và phát đi bằng
tiếng nhạc:
Hình 2 : Sơ đồ khối dùng vi điều khiển
Đối với phương án thiết kế sử dụng vi điều khiển thì đòi
hỏi người thiết kế phải biết về cách thiết kế phần cứng và viết
CẢM BIẾN TÍN
HIỆU CHUÔNG
KHỐI TẠO
TIẾNG NHẠC
KHỐI
XỬ LÝ
TRUNG
TÂM

(DÙNG VI
ĐIỀU
KHIỂN
)
GIẢI MÃ
THU VÀ PHÁT
DTMF
G
IẢI 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
chương trình phần mềm cho vi điều khiển. Sử dụng phương pháp
này để thiết kế thì mạch điện sẽ đơn giản hơn so với dùng vi
mạch số và tính mềm dẻo của nó rất cao nếu ta muốn thay đổi
cách điều khiển.
Mạch này dùng tín hiệu phản hồi và phát báo động bằng

tiếng nhạc cho nên người điều khiển hay người nhận tín hiệu
báo động không nhận biết các trạng thái làm việc của mạch và
trạng thái báo động.
Mạch này không thể điều khiển tại chỗ bằng công tấc riêng
được. Chỉ điều khiển tại chỗ ở nhà thông qua điện thoại mà thôi.
3. Phương án 3:
Dùng vi xử lý với tín hiệu phản hồi và phát đi bằng
tiếng nói
.
CẢM BIẾN TÍN
HIỆU CHUÔNG
BIẾN ĐỔI
D/A
KHỐI
XỬ LÝ
TRUNG
TÂM
(DÙNG VI
XỬ LÝ)
GIẢI MÃ
THU VÀ PHÁT
DTMF
GIẢI MÃ
VÀ
HIỂN THỊ
MẠCH
XỬ LÝ
TRUNG
GIAN
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
CÔNG
SUẤT
NGỎ
RA
BỘ NHỚ
EPROM
MẠCH TẠO
ĐỊA CHỈ
CÔNG TẤC
BÊN NGOÀI
Hình 3 : Sơ đồ khối dùng vi xử lý
Trong phương án này người điều khiển có thể điều khiển
tại chỗ các thiết bò bằng công tắc riêng ở bên ngoài không cần
thông qua điện thoại.
Trong phương án này dùng biến đổi D/A để tạo ra tiếng
nói để phản hồi về người điều khiển và phát đi báo động. Sự
phản hồi và phát đi bằng tiếng nói này do khối vi xử lí trung
tâm ra lệnh. Nội dung của tín hiệu phản hồi và phát đi được lưu
trữ bên trong bộ nhớ EPROM.

Ưu điểm của phương án này là người điều khiển và người
nhận báo động biết chính xác trạng thái các thiết bò và tình hình
cần báo động thông qua tiếng nói
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
CẢM BIẾN TÍN
HIỆU CHUÔNG
BIẾN ĐỔI
D/A
KHỐI
XỬ LÝ
TRUNG
TÂM
(DÙNG VI
ĐIỀU
KHIỂN)
GIẢI MÃ
THU VÀ PHÁT
DTMF
GIẢI MÃ
VÀ
HIỂN THỊ
MẠCH
XỬ LÝ
TRUNG
GIAN
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
CÔNG
SUẤT
NGỎ
RA
BỘ NHỚ
EPROM
MẠCH TẠO
ĐỊA CHỈ
CÔNG TẤC
BÊN NGOÀ
I
Trong phương án này người điều khiển có thể điều khiển
tại chỗ các thiết bò bằng công tắc riêng ở bên ngoài không cần
thông qua điện thoại.
Trong phương án này dùng biến đổi D/A để tạo ra tiếng
nói để phản hồi về người điều khiển và phát đi báo động. Sự
phản hồi và phát đi bằng tiếng nói này do khối vi xử lí trung tâm
ra lệnh. Nội dung của tín hiệu phản hồi và phát đi được lưu trữ
bên trong bộ nhớ EPROM.

Ưu điểm của phương án này là người điều khiển và người
nhận báo động biết chính xác trạng thái các thiết bò và tình hình
cần báo động thông qua tiếng nói.
Trong phương pháp dùng vi điều khiển thì ta tận dụng được
ROM nội bên trong nên mạch điện sẽ ít phức tạp hơn so với
dùng vi xử lý.
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 thiết kế và thi
công mach, mang tính hiện đại phù hợp với đề tài tốt nghiệp. Vì
vậy tôi chọn phng án 4. Tuy nhiên đối với phương án này
không phải không gặp những khó khăn bởi vì mạch điện phức
tạp hơn , nhiều khối, thi công khó khăn đặc biệt là phần lưu trữ
tiếng nói vào trong EPROM. Vì vậy khi lựa chọn phương án này
đòi hỏi phải có một số máy móc hỗ trợ và đặc biệt là kiến thức
về xử lí âm thanh.
Tóm lại: Trong đề tài: “Hệ thống điều khiển thiết bò
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 là nội 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 máy của máy
điện thoại được kết nối với bộ phận điều khiển ở nơi cần điều
khiển thì tín hiệu chuông của tổng đài sẽ cấp cho thuê bao nếu
thuê bao đó không bận. Mạch điều khiển được mắc song song
vào đường dây của thuê bao. Lúc này, khối cảm biến chuông sẽ
phát hiện tín hiệu này và ngõ ra thay đổi mức logic từ cao xuống

thấp. Sự thay đổi mức logic này tác động vào khối xử lý trung
tâm. Khối xử lý sẽ đònh thời gian đợi chuông. Sau một khoảng
thời gian không ai nhấc máy tức vẫn còn tín hiệu chuông thì
khối xử lý sẽ tác động vào khối kết nối thuê bao. Khối kết nối
thuê bao sẽ đóng tải giả, lúc này tổng đài ngưng cấp tín hiệu
chuông và kết nối cho thông thoại.
Khi đã thông thoại, ta sẽ bấm mã passwords để xâm nhập
vào hệ thống điều khiển. Sau khi bấm đúng mã passwords khối
tạo tiếng nói sẽ phát ra lời giới thiệu
“Đây là hệ thống điều
khiển thiết bò 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 khiển muốn
kiểm tra tất cả các trạng thái các thiết bò thì chỉ việc nhấn đúng
mã số kiểm tra của mạch thì khối tạo tiếng nói sẽ báo trạng thái
làm việc của các thiết bò nhằm mục đích gợi nhớ cho người điều
khiển. Sau đó người điều khiển sẽ bấm lệnh điều khiển mở hay
tắt, tín hiệu này tác động đến khối động lực đóng ngắt relay
đồng thời lại tác động đến khối tạo tiếng nói để báo lại trạng
thái thiết bò đã điều khiển với mục đích tạo sự an tâm chắc chắn
của công việc điều khiển.
Việc nhận dạng phím nào bấm, được khối giải mã DTMF
quyết đònh. Khi người điều khiển nhấn phím, một cặp tần số
DTMF truyền trên đường dây thoại. Tần số này nằm trên dãy
thông của tín thiệu thoại, một tần số cao và một tần số thấp nên
không thể trùng lấp với tín hiệu người nói. Khi giải mã DTMF
và hiển thò số được nhấn, 4 bit được giải mã được đưa vào khối
xử lý trung tâm để xử lý.
Khi không ấn phím, sau một thời gian đợi mà không có phím

ấn thì khối xử lý sẽ ngưng kết nối thuê bao. Lúc này tổng đài sẽ
giải tỏa thuê bao. Người điều khiển có thể gác máy bất cứ lúc
nào muốn ngừng điều khiển, mạch sẽ tự động ngắt kết nối thuê
bao sau một thời gian nhất đònh để giải tỏa thuê bao.
Khối công tấc bên ngoài để điều khiển khối công suất
6.2 Chức năng bộ phận quay số tự động:
Khi có sự cố thì từ bộ cảm biến sẽ cho ra một tín hiệu tác
động đến bộ xử lý trung tâm báo cho bộ xử lý trung tâm biết là
có sự cố. Bộ xử lý trung tâm lập tức sẽ điều khiển quay số báo
động. Số điện thoại này sẽ được nạp trước từ bàn phím điện
thoại. Số điện thoại được xuất từ khối trung tâm dưới dạng mã
nhò phân và được truyền tới khối giải mã hiển thò và khối
thu_phát DTMF để khối này biến đổi số nhò phân ra tầng số để
truyền đến máy được gọi. Sau khi quay số xong nếu máy bò gọi
được nhấc máy thì trạng thái nhấc máy sẽ được bộ cảm biến
nhận dạng tín hiệu nhấc máyvà báo cho bộ xử lý trung tâm biết
thuê bao bên kia đã nhấc máy. Ngay lập tức bộ xử lý trung tâm
điều khiển khối xử lý tiếng nói để phát ra câu báo động.