MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG o0o - Đề tài : MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI * GVHD : TS PHAN VĨNH LỘC * Sinh viên : ĐẶNG HOÀNG TUÂN * MSSV : 060667D * LỚP : 06DD2D Tp HCM, Tháng 12-2010 LỜI CẢM ƠN Trong suốt khóa học Trường Đại Học Tơn Đức Thắng,với giúp đỡ mặt thầy cô giáo viên hướng dẫn, thời gian thực đề tài, nên đề tài hoàn thành thời gian qui định Em xin chân thành cảm ơn đến : Tất thầy cô khoa điện giảng dạy kiến thức chuyên môn làm sở để thực tốt luận văn tốt nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khóa học Do kiến thức cịn non kém, kinh nghiệm ỏi thời gian có hạn, chắn tập luận văn nhiều khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong q thầy bạn bè vui lịng bỏ qua đóng góp ý kiến để tập luận văn ngày hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Vĩnh Lộc, thầy nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian làm đề tài, để luận văn em hoàn thành với thời gian sớm hoàn chỉnh Cuối xin cảm ơn tất bạn lớp đóng góp ý kiến tài liệu tập luận văn hoàn tất MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN LỜI MỞ ĐẦU Từ năm 80 đến công nghệ chế tạo linh kiện bán dẫn có phát triễn đậm nét để hỗ trợ cho phát triễn công nghệ thông tin, tự động hóa cơng nghiệp, … Với độ tích hợp ngày cao, cơng suất tiêu tán bé hơn, thơng minh làm thay đổi hẳn cấu trúc công nghiệp Bước vào đầu kỷ 21 kỹ thuật điện tử vi điện tử “Chiếc chìa khóa kỹ thuật“ cho nước giới bước vào kỷ nguyên _ kỷ ngun cơng nghệ thơng tin Đất nước ta đà phát triển hội nhập với kinh tế giới Một đất nước phát triển dựa vào ngành nông nghiệp, lâm nghiệp, ngư nghiệp mà cần phải có ngành công nghiềp phát triển mạnh Một công nghiềp phát triển mạnh đôi với thiết bị máy móc tinh vi hơn, phức tạp Với công nghiệp phát triển thế, điều khiển từ xa đóng vai trò quan trọng công công nghiệp hóa đại hóa đất nước Trong công nghiệp, lò phản ứng, nhà máy, hay nơi có mức độ nguy hiểm cao mà người tiếp cận để điều khiển Ta phải cần đến điều khiển từ xa để điều khiển Trong công nghiên cứu vũ trụ, điều khiển từ xa sử dụng phi thuyền không người lái, tàu thám không gian Điều khiển từ xa phục vụ cho công nghiệp, quân sự, hay nghiên cứu khoa học, mà góp phần không nhỏ vào phục vụ cho nhu cầu sống ngày Trong công công nghiệp hóa đại hoá đất nước Con người phải lao động cận lực, quan, xí nghiệp, hay công trường Nên có thời gian nhà Vì điều khiển từ xa giúp không cần phải nhà mà điều khiển đóng ngắt thiết bị, tự động báo cho ta biết nhà có cố Tuy thâm nhập vào nước ta công nghệ thông tin, điện-điện tử phát triễn nhanh ngày giữ vai trị quan trọng cơng nghiệp nước nhà Hệ thống viễn thông, dịch vụ khách hàng, thông tin di động, nhắn tin phát triển với tính đai tự động hóa ngày cao MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN CHƯƠNG 1: TỔNG ĐÀI _ĐIỆN THOẠI 1.1.TỔNG ĐÀI : Tổng đài hệ thống chuyển mạch,nó có nhiệm vụ kết nối liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (calling side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi(called side) Hình 1.1:Sơ đồ tổng đài 1.2.SƠ ĐỒ_CHỨC NĂNG CÁC KHỐI : MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN Hình 1.2:Các khối tổng đài 1.2.1 Khối báo hiệu: Thưc việc trao đổi thông tin báo hiệu thuê bao,thông tin báo hiệu đường trung kế liên đài để phục vụ cho trình thiết lập,giải phóng gọi.Các thơng tin trao đổi với hệ thống điều khiển để thực trình xử lý gọi(quá trình tìm chọn thiết lập,giải phóng tuyến nối cho gọi) Báo hiệu thuê bao_tổng đài: Là báo hiệu thiết bị đầu cuối với tổng đài(thường thiết bị đầu cuối máy điện thoại) Báo hiệu trung kế: Là trình báo hiệu tổng đài với 1.2.2 Khối giao tiếp thuê bao: Là khối giao tiếp thuê bao nội với tổng đài,nó thực số chức sau: Cung cấp nguồn cho thuê bao nội bộ.Phát trạng thái nhấc máy,gác máy thuê bao.Cấp chng cho th bao có nhu cầu thiết lập kết nối.Bảo vệ áp 1.2.3 Khối giao tiếp trung kế : Là khối giao tiếp tổng đài nội tổng đài khác, tổng đài khác mạch giao tiếp trung kế xem thuê bao.thực chức giao tiếp đừơng dây thuê bao, đường trung kế với khối chuyển mạch Thuê bao trang bị thuê bao tương tự(Analog),thuê bao số(digital),tùy theo cấu trúc mạng tổng đài.Trung kế trang bị trung kế tương tự(Analog),trung kế số(trunk digital) 1.2.4 Khối tạo âm hiệu : MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN Tạo âm hiệu báo hiệu như:Dial tone, busy tone, ring back tone, ringing 1.2.5 Khối giải mã DTMF : Là khối giải mã tín hiệu DTMF 1.2.6 Khối điều khiển-xử lý trung tâm : Tập trung xử lý tồn q trình hoạt động tổng đài Phân tính xử lý thơng tin từ khối báo hệu đưa tới để thiết lập giải phóng gọi(các gọi gọi nội hạt, gọi ra, cuôc gọi vào, gọi chuyển tiếp…) Thực tính cước cho gọi, thực chức giao tiếp người_máy, cập nhật liệu Ngồi khối điều khiển cịn có chức thuộc khai thác bảo dưỡng hệ thống để đảm bảo cho hệ thông hoạt động tin cậy 1.2.7 Khối chuyển mạch : Chức chủ yếu khối thực thiết lập tuyến nối đầu vào với đầu Đối với hệ thống chuyển mạch số, để thiết lập tuyến đàm thoại hai thuê bao cần phải thiết lập tuyến nối cho hai hướng: Thực chức nâng cung cấp tone chuyển mạch thông thoại cho thuê bao cần thiết 1.3 HỆ THỐNG ÂM HIỆU CỦA TỔNG ĐÀI : Đường dây điện thoại gồm có hai dây thường gọi Tip Ring có màu đỏ xanh Chúng ta không cần quan tâm đến dây mang tên Tip Ring điều thật không quan trọng Tất điện thoại cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây tip ring điện áp cung cấp thường 48VDC,nhưng thấp đến 47VDC đến 105VDC tùy thuộc vào tổng đài Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp dễ dàng, tổng đài gửi số tín hiệu đặc biệt đến điện thoại tín hiệu chng, tín hiệu báo bận v.v… Sau ta tìm hiểu tín hiệu điện thoại ứng dụng 1.3.1 Tín hiệu chng (ring tone) : Hình 1.3:tín hiệu chng Khi th bao bị gọi tổng đài gửi tín hiệu chng đến để báo cho thuê bao biết có người gọi Tín hiệu chng tín hiệu xoay chiều AC thường có tần số 25Hz nhiên cao đến 60Hz thấp đến 16Hz Biên độ tín hiệu chng thay đổi từ 40V đến 130V thường 90V Tín hiệu chng gửi MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN đến theo dạng xung thường 3s có 4s khơng(như hình vẽ) thay đổi thời gian tùy thuộc vào tổng đài 1.3.2 Tín hiệu chng hồi tiếp : Tổng đài gửi tín hiệu chuông hồi tiếp cho thuê bao gọi tương ứng vơi tiếng chng th bao bị gọi Tín hiệu chuông hồi tiếp tổng hợp hai âm có tần số 440Hz 480Hz Tín hiệu có dạng xung tín hiệu chng gửi đến cho thuê bao bị gọi 1.3.3.Âm hiệu mời quay số (Dial tone) : Dial tone tín hiệu hình sin có tần số: f= 425 ± 25Hz Có tác dụng báo cho thuê bao biết tổng đài sẵn sàng nhận số quay Thuê bao nghe âm hiệu nhấc máy, với điều kiện đường trung kế khơng bận Hình 1.4: Âm hiệu mời quay số 1.3.4.Âm hiệu báo bận (Busy tone) : Âm hiệu tổng đài gởi đến cho thuê bao gọi biết thuê bao bị gọi bận hay trung kế bận, hết thời gian quay số,…Busy tone tín hiệu hình sin có tần số f= 425 ± 25Hz, ngắt nhịp 0.5s có 0.5s khơng Hình 1.5: Âm hiệu báo bận 1.3.5.Âm hiệu hồi âm chuông (Ringback tone) : Âm hiệu tổng đài cấp cho thuê bao biết: thuê bao đối phương rảnh hay đổ chuông Ringback tone có tần số f= 425 ± 25Hz, hình sin, có xung nhịp 4s có 4s khơng MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN Hình 1.6: Âm hiệu hồi âm chng 1.3.6.Dịng cấp chng : Nếu thuê bao bị gọi rảnh, tổng đài cung cấp dịng chng để rung chng cho th bao bị gọi Dịng chng dịng điện AC hình sin có tần số f=25Hz, có điện áp từ 75 ÷ 110V, nhịp chu kì 4s có 4s khơng 1.3.7.Tín hiệu quay số : Có hai cách quay số:bằng xung hay nhấn số 1.3.7.1 Quay số xung Các số quay thuê bao truyền đến tổng đài cách ngắt dòng đường dây theo tỉ số thời gian quy định tạo thành chuỗi xung số số quay số xung đường dây nên phương pháp gọi phương pháp quay số xung thập phân 1.3.7.2 Quay số tín hiệu đa tần DTMF (Dual tone Multi Frequency) Khi sử dụng DTMF để quay số, số chọn ma trận nút bấm nút tương ứng với số kí tự biểu diễn với cặp tần số, phát nhấn số cặp tần số xuất tối thiểu 40ms, thời gian tối thiểu hai số 60ms 1.3.8.Gọi sai số : Nếu bạn gọi nhầm số mà khơng tồn bạn nhận tín hiệu xung có chu kỳ 1Hz có tần số 200Hz-400Hz Hoặc hệ thống điện thoại ngày bạn nhận thông báo bạn gọi sai số MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 1.3.9 Tín hiệu báo gác máy : Khi thuê bao nhấc ống nghe (telephone reciver) khỏi điện thoại lâu mà gọi thuê bao nhận tín hiệu chng lớn để cảnh báo Tín hiệu tổng hợp tần số 1400Hz+2050Hz+2450Hz+2600Hz phát dạng xung 0,1s có 0,1s khơng 1.3.10.Tín hiệu đảo cực : Hình 1.7:Tín hiệu đảo cực Tín hiệu đảo cực đảo cực tính nguồn tổng đài, hai thuê bao bắt đầu đàm thoại, tín hiệu đảo cực xuất Khi hệ thống tính cước tổng đài bắt đầu việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi Ở trạm công cộng có trang bị máy tính cước, quan bưu điện cung cấp tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước 1.4.CÁC CHỨC NĂNG CỦA TỔNG ĐÀI : Mặc dù hệ thống tổng đài nâng cấp nhiều từ phát minh ra, chức như: xác định gọi thuê bao, kết nối thuê bao gọi với thuê bao bị gọi sau tiến hành phục hồi trạng thái ban đầu gọi hoàn tất Hệ thống tổng đài nhân công tiến hành qúa trình tay, hệ thống tổng đài tự động thực qúa trình điện tử Cụ thể gọi phát hoàn thành thông qua tổng đài gồm bước sau: Nhận dạng thuê bao gọi: Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi thuê bao nhấc ống nghe sau thuê bao nối với mạch điều khiển Tiếp nhận số quay: Khi nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số sau chuyển số điện thoại thuê bao bị gọi đến tổng đài Tổng đài tiếp nhận số thuê bao Kết nối gọi: Khi thuê bao bị gọi xác định, tổng đài chọn phận đường trung tổng đài thuê bao bị gọi sau chọn đường rỗi số để kết nối Khi thuê bao bị gọi nằm tổng đài nội hạt gọi nội hạt sử dụng Chuyểng thông tin điều khiển: Khi nối với tổng đài thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, hai tổng đài trao đổi với thông tin cần thiết số thuê bao bị gọi Kết nối trung chuyển: Trong trường hợp tổng đài kết nối đến tổng đài trung chuyển, hai bước lặp lại để nối với trạm cuối sau thông tin truyền MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN Kết nối trạm cuối: Bộ điều khiển trạng thái máy bận thuê bao bị gọi hoạt động (nếu máy bận) hay kết nối đường trung kế rỗi (nếu máy không bận) Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối gọi, tín hiệu chuông truyền chờ có trả lời từ thuê bao bị gọi Khi có trả lời tín hiệu chuông bị ngắt thuê bao gọi chuyển thành trạng thái bận Tính cước: Tổng đài chủ gọi tính giá trị cước theo khoảng cách theo thời gian Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất đường trung kế bị chiếm theo bước dây thuê bao bị gọi bận tín hiệu báo bận truyền đến thuê bao chủ gọi Hồi phục hệ thống: Trạng thái xác định gọi kết thúc Sau tất đường nối giải phóng Như bước hệ thống tổng đài để xử lý gọi trình bày Trong hệ thống tổng đài điện tử nhiều dịch vụ thêm vào với chức 1.5.MÁY ĐIỆN THOẠI : Máy điện thoại thiết bị đầu cuối mạng thông tin điện thoại, dùng để thực q trình truyền thơng tin thoại xa (đến máy điện thoại khác) Mạch điên thoại đơn giản gồm:Ống nói, Ống nghe, Nguồn điên, Đường dây 1.6.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC: Khi ta nói trước ống nói máy điên thoại, giao động âm tiếng nói tác động vào màng rung ống nói thay đổi, xuất dòng điện biến đổi tương ứng mạch Dòng điện biến đổi truyền qua đường dây tới ống nghe máy đối phương, làm cho màng rung ống nghe dao động, lớp khơng khí trước màng rung dao động theo, phát âm tác động đến tai người nghe trình truyền dẫn ngược lại tương tự Các thông số : Tổng đài nối với thuê bao qua đường dây TIP RING Thông tin từ tổng đài qua thuê bao cấp tới điện thoại 25 40mA(trung bình 35mA) MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN PHỤ LỤC Hình 1.1:Sơ đồ tổng đài Hình 1.2:Các khối tổng đài Hình 1.3:tín hiệu chng Hình 1.4: Âm hiệu mời quay số Hình 1.5: Âm hiệu báo bận Hình 1.6: Âm hiệu hồi âm chng Hình 1.7:Tín hiệu đảo cực Hình 1.8:Sơ đồ khối cấu tạo máy điện thoại Hình 2.1:Sơ đồ chân IC MT8870 Hinh 2.2:Sơ đồ khối IC MT8870 Hình 2.3:Bảng giải mã tín hiệu DTMF Hình 2.4: Hình dạng chân opto 4N35 Hình 3.1: Sơ đồ khối 8051 Hình 3.2: Sơ đồ chân 8051 Hình 3.3: Cấu trúc port xuất nhập liệu Hình 3.4: Tổ chức nhớ chip 8051 Hình 3.5:Bộ nhớ liệu 8051 Hình 4.1:Sơ đồ khối mạch điều khiển từ xa Hình 4.2:Mạch cảm biến chng Hình 4.3:Mạch tạo tải giả Hình 4.4:Mạch điểu khiển cảm biến tải Hình 4.5:Mạch thu phát DTMF Hình 4.8:Sơ đồ mạch điểu khiển tổng quát Hình 4.7:Mạch khuếch đại âm báo Hình 4.6:Mạch xử lý trung tâm Hình 5.1:Lưu đồ giải thuật 55 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 56 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 57 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 58 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 59 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 60 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 61 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 62 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 63 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 64 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 65 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN 66 MẠCH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI BÀN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tổng quan mạng viễn thông tổng đài _điện thoại [2] Http://www.chipletran.com/index.php?page=shop.browse&category_id=31&option= com_virtuemart&Itemid=71 [3] Tài liệu kỹ thuật vi xử ly_trường đại học Tôn Đức Thắng [4] http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/77085/MITEL/MT8870.html [5] http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/4/N/3/5/4N35.shtml [6] Tài liệu họ vi điều khiển 8051_Tống Văn On [7] Linh kiện điện tử_Nguyễn Tấn Phước_Nhà xuất giao thông vận tải [8] Điện tử thông tin_Phạm Hồng Liên_Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM [9] Mạch điện tử 2_Lê tiến Thường 67 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Ngày Tháng Giáo viên phản biện Năm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Ngày Tháng Năm Giáo viên hướng dẫn