無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代社會(huì)，老人獨(dú)自在家出現(xiàn)緊急的情況時(shí)，不能打電話(huà)或者呼救。本文設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)，這樣可以使家中的老人出現(xiàn)意外時(shí)，在手持端一鍵即可自動(dòng)接通子女的電話(huà)，并通過(guò)手持端及時(shí)與子女通話(huà)。該系統(tǒng)由單片機(jī)AT89C51構(gòu)成主控部分，進(jìn)行主要的信息處理，并接收外部操作指令形成各種控制信號(hào)。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

當(dāng)出現(xiàn)緊急險(xiǎn)情，按下無(wú)線(xiàn)緊急呼救控制器的緊急按扭，無(wú)線(xiàn)緊急呼救器發(fā)出急呼救信號(hào)。這個(gè)呼救信號(hào)是作為緊急呼救器的觸發(fā)開(kāi)關(guān)信號(hào)，它使與家中電話(huà)線(xiàn)相連接的無(wú)線(xiàn)呼救系統(tǒng)的主控端開(kāi)始工作。無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)被觸發(fā)工作之后，單片機(jī)就會(huì)把存儲(chǔ)于其中的電話(huà)號(hào)碼逐一調(diào)出，通過(guò)由MT8880雙音多頻電路把這些數(shù)字號(hào)碼轉(zhuǎn)換成雙音多頻信號(hào)，最后再將這一雙音多頻信號(hào)發(fā)向電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)使無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)可以與電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中另一個(gè)用戶(hù)之間通話(huà)，報(bào)告緊急情況。如果無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)發(fā)出的第一個(gè)號(hào)碼或前幾個(gè)號(hào)碼無(wú)人接聽(tīng)或無(wú)法接通，無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)將會(huì)按照設(shè)定的規(guī)則繼續(xù)把存儲(chǔ)于單片機(jī)內(nèi)的電話(huà)號(hào)碼撥出，就這樣循環(huán)下去直到電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)有人接聽(tīng)為止。

該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，由DTMF撥號(hào)電路、遙控發(fā)射及接收電路、電話(huà)號(hào)碼存儲(chǔ)電路和免提通話(huà)電路四部分組成。當(dāng)有險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，按下呼救器或遙控器上的緊急按鈕，單片機(jī)檢測(cè)到該信號(hào)后，將存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)的電話(huà)號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼發(fā)送出去，接通電話(huà)后可以實(shí)現(xiàn)呼救器與電話(huà)的免提對(duì)講。此外，由于該系統(tǒng)存儲(chǔ)在一片帶IC總線(xiàn)接口的E2PROM芯片中，所以該號(hào)碼可以隨時(shí)修改。

1．1 無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的手持端

無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)由無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路(圖1(a))和無(wú)線(xiàn)接收電路(圖1(b))兩部分組成。由圖1(a)可知當(dāng)按下S2按鈕時(shí)，可以使MC13175／13176的Imod端得到一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)MC13175／13176的調(diào)制后發(fā)射出去，觸發(fā)無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的話(huà)機(jī)端工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)緊急呼救。它最大輸出功率可達(dá)到+10 dBm。當(dāng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的緊急呼救時(shí)，可以使用此部分電路中的MCROPHONE拾音并發(fā)射出去，與無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的話(huà)機(jī)端實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通話(huà)。而由話(huà)機(jī)端送來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)由接收電路RX3400接收，并由SPEADKER轉(zhuǎn)換為聲音。



1．2 無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的座機(jī)端

無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)的話(huà)機(jī)端由無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分、無(wú)線(xiàn)接收部分和單片機(jī)控制部分三部分組成。當(dāng)無(wú)線(xiàn)接收部分的天線(xiàn)接收到無(wú)線(xiàn)緊急呼救系統(tǒng)手持端發(fā)來(lái)的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，處理后送向單片機(jī)，單片機(jī)調(diào)出存儲(chǔ)在其內(nèi)的電話(huà)號(hào)碼，送向單片機(jī)控制部分的MT8880雙音多頻芯片，通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以與用戶(hù)的電話(huà)或手機(jī)進(jìn)行通話(huà)。在這個(gè)通話(huà)過(guò)程中，由無(wú)線(xiàn)接收部分把有電話(huà)網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)發(fā)射出去與手持端實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信。單片機(jī)接有4個(gè)按鍵，其中第一個(gè)按鍵是修改存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)號(hào)碼的第一個(gè)號(hào)碼的功能鍵，第二個(gè)按鍵是修改存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)號(hào)碼的第二個(gè)號(hào)碼的功能鍵，第三個(gè)按鍵是修改存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)號(hào)碼的第三個(gè)號(hào)碼的功能鍵，第四個(gè)按鍵是單片機(jī)的復(fù)位鍵，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。

1．3 MT8880接收電路

當(dāng)MT8880作為DTMF接收器時(shí)，DTMF信號(hào)經(jīng)由IN+和IN-輸入。MT8880接收部分自帶片內(nèi)運(yùn)算放大器接收到的信號(hào)被放大后再經(jīng)過(guò)高通濾波器、低通濾波器和350～440 Hz的陷波電路，分別進(jìn)入高頻群解碼電路和低頻群解碼電路。當(dāng)兩個(gè)解碼電路檢測(cè)到一個(gè)有效的雙音頻對(duì)時(shí)，EST腳輸出高電平，從而啟動(dòng)接收延時(shí)電路對(duì)電容C2充電。當(dāng)St／GT腳的電壓充到閾值電壓VTST時(shí)，St／GT腳也驅(qū)動(dòng)到高電平。同時(shí)與有效雙音頻對(duì)相應(yīng)的位代碼被鎖存到接收數(shù)據(jù)寄存器、Receive Data Register狀態(tài)寄存器中的接收標(biāo)志位置。通過(guò)數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出DTMF信號(hào)的頻率，并且通過(guò)譯碼器譯成4位二進(jìn)制碼。4位二進(jìn)制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時(shí)狀態(tài)寄存器中的延時(shí)控制識(shí)別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿(mǎn)標(biāo)識(shí)位置位，對(duì)外而言，當(dāng)寄存器中的延時(shí)控制識(shí)別位復(fù)位時(shí)，IRQ／CP由高電平變?yōu)榈碗娖健?br />
1．4 MT8880發(fā)送電路

發(fā)送部分使用開(kāi)關(guān)電容D／A轉(zhuǎn)換器，可以選擇突發(fā)模式Burst Mode和連續(xù)模式兩種模式。在突發(fā)模式下，音頻輸出使能只要寫(xiě)發(fā)送，數(shù)據(jù)寄存器對(duì)應(yīng)的雙音頻信號(hào)就從TONE腳發(fā)送出，持續(xù)時(shí)間為511 ms，然后暫停511ms。這時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，狀態(tài)寄存器的發(fā)送標(biāo)志位置表示可以發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。在該模式下只能發(fā)送DTMF、信號(hào)，而不能接收DTMF信號(hào)。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件采用結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計(jì)。其主要模塊有：主程序、號(hào)碼修改模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。軟件主程序包括主程序和號(hào)碼修改，其流程圖分別如圖2和圖3所示。MT8880的數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)和MT8880的數(shù)據(jù)接收程序中用到了相應(yīng)的串口發(fā)送程序。


3 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)單片機(jī)(AT89C51)和雙音多頻(MT8880)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)無(wú)線(xiàn)緊急呼救技術(shù)做了初步探討，充分利用了單片機(jī)和雙音多頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用特點(diǎn)。AT89C51和MT8880使DTMF信號(hào)的收發(fā)功能于一體，完成數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)的處理和傳輸。該設(shè)計(jì)極大地簡(jiǎn)化了設(shè)汁的復(fù)雜性，可以降低成本，減小體積。