ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI

ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại PHẦN A GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 1 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG CĐ KỸ THUẬT CAO THẮNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa Điện Tử_ Tin Học oOo ____________ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên:THÂN NHẬT THANH NGUYỄN THÀNH QUANG Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử-Viễn Thông 1. Tên đề tài : ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA ĐƯỜNG DÂY THOẠI 2. Nội dung các phần thuyết minh: 5. Giáo viên hướng dẫn: LÊ ĐÌNH KHA 6. Ngày giao nhiệm vụ: ……………………………………………… 7. Ngày hoàn thành: ……………………………………………… Giáo viên hướng dẫn Ký tên Tp.HCM, ngày…. tháng …. năm 2010 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 2 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN oOo Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 3 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN oOo Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng …năm 2010 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 4 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập tại trường CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG. Tất cả sinh viên chúng em đã được sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô về những kiến thức chuyên môn cũng như những kiến thức khác cần thiết cho cuộc sống sau này. Và từ những kiến thức nền tản đó, đã giúp chúng em rất nhiều để có thể hoàn thành tập đồ án này cũng xem như đây là thử thách cuối cùng để chúng em hoàn tất khóa học tại trường. Chúng em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến toàn thể thầy cô của trường. Và hơn hết là quý thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ- TIN HỌC đã giảng dạy cho chúng em những kiến thức về chuyên môn và định hướng sự hiểu biết, định hướng về khả năng chuyên môn để chúng em có thể hoàn thành được tập đồ án này trong thời gian cho phép. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn đến thầy LÊ ĐÌNH KHA – là giáo viên phụ trách hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp này cho nhóm em. Thầy KHA đã tận tình chỉ bảo, cung cấp tài liệu, thiết bị và tạo mọi điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành đồ án. Nhóm em xin chân thành cảm ơn . TP.HCM, ngày……tháng năm 2010 Nhóm sinh viên thực hiện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 5 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Phần B NỘI DUNG CHÍNH CỦA TẬP TÀI LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 6 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại CHƯƠNG I: DẪN NHẬP I.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong khoảng mười năm trở lại đây, Việt Nam đã chứng kiến sự bùng nổ mạnh mẽ của nghành công nghệ thông tin và nghành công nghệ viễn thông. Cùng với sự phát triển vượt bậc đó, đã tạo ra bước tiến dài trong lĩnh vực thông tin. Bây giờ, chúng ta có thể trao đổi thông tin với người thân, bạn bè hay đồng nghiệp…một cách thật dễ dàng dù rằng họ cách chúng ta hàng chục km. Với xu thế chúng ta sử dụng thông tin ngày càng tăng. Đồng thời, với việc ứng dụng các thiết bị điện thoại ngày càng phổ biến rộng rãi. Do đó, việc sử dụng mạng điện thoại để truyền đi các tín hiệu không chỉ thoại mà còn là các tín hiệu điều khiển là việc làm khả thi nhất. Vì nó tiết kiệm nhiều thời gian, tiết kiệm được nhiều chi phí vì mang tính tích hợp hơn nữa nó lại đảm bảo tính an toàn cho thông tin điều khiển và cho thiết bị sử dụng. Bên cạnh đó, việc ứng dụng của đường truyền điện thoại được thực hiện trong phạm vi sử dụng rất rộng, dù ở bất kỳ nơi đâu khi có được tín hiệu thoại thì có thể truyền được tín hiệu điều khiển. Người điều khiển chỉ cần ở một nơi cố định mà vẫn có thể kiểm soát được các thiết bị ở nhiều nơi khác nhau, thậm chí cả những nơi có tính chất huy hiểm, độc hại mà con người không thể thâm nhập vào được. Hay là việc điều khiển một dây chuyền thay thế con người chẳng hạn. Xuất phát từ những điều thực tiễn nói trên, sự ham thích và nhất quyết của nhóm cộng với sự đồng ý của quý thầy cô trong khoa ĐIỆN TỬ- TIN HỌC của trường Cao Đẳng kỹ Thuật Cao Thắng thì nhóm chúng em quyết định đi vào tìm hiểu và thực hiện đề tài: “ tìm hiểu và thi công mô hình điều khiển thiết bị qua đường dây điện thoại “. I.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để có thể điều khiển thiết bị từ xa, chẳng hạn như: điều khiển bằng tia hồng ngoại hay bằng sóng vô tuyến…Nhưng các phương thức trên, nhìn chung còn phụ thuộc vào khoảng cách, điều kiện địa lý và chỉ có tác dụng trong một phạm vi hẹp. Vì vậy, việc điều khiển thiết bị qua mạng điện thoại là một thực tại khách quan và nó mang tính khả thi nhất. Và chúng em tin rằng, nó thật sự là một giải pháp cho việc điều khiển tầm xa ở hiện tại và cả tương lai nữa. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 7 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại I.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nhóm tiến hành thực hiện đề tài với mục đích là : • Phá vỡ được những hạn chế về mặt khoảng cách. • Có thể điều khiển được thiết bị dù ở bất kỳ nơi đâu khi thiết bị đó được kết nối với mạng điện thoại. • Có thể biết được trạng thái hoạt động của các thiết bị ở xa thơng qua sự phản hồi bằng ngơn ngữ. I.4 GIỚI HẠN Trên thực tế, thời gian thực hiện đề tài là có giới hạn, cùng với lượng kiến thức tiếp thu được trong suốt ba năm học, nhóm thực hiện đề tài đã giải quyết dược các vấn đề sau : • Tìm hiểu ngun lý làm việc của hệ thống tổng đài, máy điện thoại để làm dữ liệu cho việc thi cơng hệ thống, ứng dụng đường dây điện thoại để làm Line truyền tín hiệu điều khiển. • Sử dụng mã tone DTMF tương thích với mã tone của tổng đài và để làm các mã trong q trình điều khiển. • Dùng vi điều khiển pic 16F877A làm bộ phận xử lý trung tâm. • Hệ thống thực hiện chức năng tắt và mở các thiết bị điện. • Sử dụng IC chun dụng ISD 1420 cho việc thơng báo trạng thái hoạt động của các thiết bị. • Hệ thống điều khiển thực nghiệm được 4 thiết bị. II. TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG THI CƠNG II.1. TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Với hệ thống điều khiển thiết bị từ xa thơng qua mạng điện thoại, giúp ta điều khiển các thiết bị gia dụng khi khơng có ai ở nhà, khi ta cách xa nhà( hay ở nhà ) hoặc ở những nơi có tính chất nguy hiểm mà con người khơng thể làm việc được hoặc một dây chuyền sản xuất thay thế con người. Chằng hạn, khi muốn điều khiển các thiết bị điện trong gia đình khi vắng người, ta gọi điện thoại về số máy ở nhà và gởi mã lệnh đóng hay ngắt các thiết bị mong muốn thì mạch sẽ thực hiện cho. Khi hệ thống thực hiện xong lệnh của chúng ta, thì hệ thống sẽ tự động gởi lại các tín hiệu phản hồi cho ta biết hệ thống đã thực hiện xong theo lệnh hay chưa. Để điều khiển hệ thống, người điều khiển có thể ở bất kỳ một thuê bao nào quay số tới thuê bao của hệ thống. Thuê bao bị gọi có mạch điều khiển mắc song song với dây điện thoại (thiết bò muốn điều khiển được mắc vào mạch điều khiển). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHĨA 2007-2010 8 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Sau khi quay số xong, ta qui đònh nếu sau 4 hồi chuông không có ai nhấc máy thì mạch này sẽ tự động đóng tải giả để kết nối thuê bao (thông thoại) với thuê bao gọi. Sau khi kết nối thuê bao, hệ thống này sẽ đợi phím nhấn trong khoảng 30giây nếu không có phím nhấn thì hệ thống này sẽ tự động mở tải giả tắt kết nối thuê bao. Sau khi có tín hiệu thông thoại người điều khiển sẽ nghe được câu thơng báo mở đầu “đây là chương trình điều khiển, mời bạn nhập password “. Thì người điều khiển bắt đầu nhấn mã passwords để xâm nhập vào hệ thống điều khiển. Nếu người điều khiển bấm sai mã passwords thì sẽ không xâm nhập được vào hệ thống điều khiển. Nếu người điều khiển nhập sai Password thì hệ thống phát ra thông báo “ mật mã sai”.Nếu mã passwords được nhấn đúng, thì cho phép người điều khiển xâm nhập vào hệ thống điều khiển và đồng thời phát câu báo hiệu bằng tiếng nói với nội dung : “Hệ thống sẵn sàng, vui lòng nhập mã thiết bị”. Sau khi phát xong câu giới thiệu, hệ thống này sẽ chờ lệnh điều khiển trong khoảng 30 giây nếu không có phím nhấn thì hệ thống này sẽ tự động mở tải giả tắt kết nối thuê bao. Hơn thế nửa, sau khi nhấn đúng mã passwords, nếu lúc này người điều khiển muốn kiểm tra tất cả các trạng thái thiết bò trước khi muốn điều khiển thì sẽ bấm mã số để kiểm tra tất cả các trạng thái thiết bò trong hệ thống điều khiển “mã 9”. Sau khi nhấn đúng mã số thì người điều khiển sẽ nghe được tín hiệu phản hồi về với tiếng nói để báo trạng thái tất cả các thiết bò. Lúc này, người điều khiển biết được tất cả các trạng thái thiết bò. Sau đó, người điều khiển muốn mở hay tắt thiết bò nào phụ thuộc vào mã lệnh của người điều khiền. Nếu người điều khiển muốn mở thiết bò thì bấm mã số để mở thiết bò”mã #”.Còn muốn tắt thiết bò thì bấm mã “*” đề có thể vào chương trình tắt thiết bị, việc muốn mở hay tắt thiết bị nào là tùy thuộc vào mã lệnh của từng thiết bị nữa. Trong hệ thống này các số được qui đònh cho các thiết bò như sau: � mã “#” vào chương trình mở thiết bị � mã “*” vào chương trình đóng thiết bị � mã “9” vào chương trình cảm biến trạng thái thiết bị � Số 1 tương ứng cho thết bò 1 � Số 2 tương ứng cho thết bò 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHĨA 2007-2010 9 ĐATN Đề Tài:Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại � Số 3 tương ứng cho thiết bò 3 � Số 4 tương ứng cho thiết bò 4 Và mã passwords là :2010 Ví dụ: Sau khi người điều khiển nhập đúng mã password, nếu muốn mở thiết bò 1 thì người điều khiển phải bấm mã #1 tức là mã mở thiết bò 1(Mã số “#” õvào chương trình mở và mã số 1 là thiết bò 1). Sau khi nhấn đúng mã #1,thì thiết bị 1 sẽ được mở. Đồng thời CPU sẽ xuất lệnh điều khiền IC ngữ âm ISD1420 phát ra câu thơng báo “thiết bị một đã được mở”. Nếu người điều khiển muốn mở tiếp thiết bò 4 sẽ bấm mã #4, sau khi bấm đúng mã #4 người điều khiển sẽ nghe được tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói với nội dung “thiết bị bốn đã được mở”. Nếu người điều khiển muốn tắt thiết bò thì bấm mã *1 (Mã “*” được qui đònh là mã tắt thiết bò), còn muốn tắt thiết bò nào thì phụ thuộc vào mã bấm tiếp theo của mã *. Ví dụ: Muốn tắt thiết bò 1 người điều khiển bấm mã *1. Sau khi bấm đúng mã *1 thì thiết bò 1 sẽ được tắt và sẽ có tín hiệu phản hồi về bằng tiếng nói để báo cho người điều khiển biết kết quả điều khiển bằng tiếng nói với nội dung “Thiết bò 1 đã tắt”. Nếu người điều khiển muốn tắt thiết bò 3 thì bấm tiếp mã *3 thì lập tức thiết bò 3 được tắt và đồng thời có tín hiệu phản hồi về báo kết qủa điều khiển với nội dung “Thiết bò 3 đã tắt”. Người điều khiển còn có thề biết được trạng thái của tất cả thiết bị trong hệ thống thơng qua việc truy nhập vào chương trình cảm biến trạng thái của thiết bị. Để truy nhập vào chương trình cảm biến trạng thái, người điếu khiền cầm bấm mã ”9”, sau đó trạng thái đóng hay mở của từng thiết bị sẽ được thơng báo đúng. Việc này thực hiện được nhờ IC ISD1420.  Chú ý rằng: trong thời gian điều khiển, nếu có người nào đó nhấc máy bên máy bò gọi thì vẫn có thể thông thoại với người điều khiển.Trong suốt q trình điều khiển, nếu người điều khiển dừng việc điều khiền trong khoảng thởi gian chừng 30s thì hệ thống sẽ tự động ngưng hoạt động sau câu thơng báo “ hệ thống đã ngừng hoạt động”. II.2. LẬP PHƯƠNG ÁN TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHĨA 2007-2010 10 [...]... pin I/O III.1.2 SƠ ĐỒ CHÂN CỦA PIC 16F877A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 25 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại III.1.3 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA PIC 16F877A Hình 2: Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 26 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại III.1.4 TÍNH NĂNG XUẤT NHẬP CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A Tính năng xuất nhập của vi điều khiển pic 16F877A... một dòng điện khoảng 20 – 80 mA chạy trong vòng thuê bao Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC rơi trên đường dây giữa TIP và RING khoảng 6VDC ở thiết bị đầu cuối thuê bao ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 22 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua trở kháng mạch vòng của đường dây thuê bao Bình thường khi thuê bao ở trạng thái gác máy, điện trở... cưỡng bức các cuộc đàm thoại có ý đồ xấu, tổ chức cuộc điện thoại hội nghị…Ngoài ra, tổng đài điện tử còn có thể liên kết được với hệ thống máy điện toán để điều khiển hoạt động hệ thống Điều này làm tăng khả năng khai thác, làm tăng dung lượng, cũng như tăng khả năng hoạt động của tổng đài lên rất nhiều ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 24 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại CHƯƠNG III GIỚI... 1477 Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp mười lần so với phương pháp quay số bằng xung thập phân II.5.5 KẾT NỐI THUÊ BAO Khi tổng đài nhận được các số liệu thì sẽ tiến hành xem xét : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 21 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Nếu các đường dây nối thông thoại đều bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận... ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 18 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại II.5 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHIẾC MÁY ĐIỆN THOẠI II.5.1 GIỚI THIỆU Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tại đơn vị thuê bao để cho hai người từ xa có thể nói chuyện được với nhau Hiện nay, máy điện thoại có thể nói là thiết bị phổ biến nhất và cũng có nhiều chủng loại khác nhau... Típ và Ring là khoảng +6 VDC II.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN THOẠI BÀN II.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ TỔNG ĐÀI Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ là kết nối các cuộc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi ( Calling ) đến thiết bị đầu cuối bị gọi ( Called ) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 13 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Hay nói cách khác : Tổng đài là một hệ thống... bộ ghép quang biến thành tín hiệu ánh sáng, sau đó tín hiệu ánh sáng này được phần tiếp nhận ( phototransistor ) biến lại thành tín hiệu điện Tính chất cách điện : Bộ ghép quang thường được dùng để cách điện giữa 2 mạch điện có điện thế cách điện khá lớn Bộ ghép quang có thể làm việc với dòng điện một chiều hay tín hiệu điện có miền tần số khá cao Điện trở cách điện : Đó là điện trở với dòng điện một... tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi Ở các trạm công cộng có trang bị hệ thống tính cước Khi cơ quan bưu điện cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước Hình 6 : tín hiệu đảo cực II.4 Trung Kế ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 17 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài Tổng Đài A Tổng Đài B Hình 7: Đường Trung Kế... nút tương ứng, số điện thoại vừa được lưu trữ này sẽ tự động được phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy sẽ tự động reo chuông từ hai phía II.5.3 NGUYÊN LÝ THÔNG TIN THOẠI Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác bằng dòng điện qua máy điện thoại Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin điện thoại Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm... Tone Multi Frequence ) với đầu ra là mã 4bit nhị phân Nó thích hợp cho các ứng dụng ở các thết bị điều khiển từ xa, hệ thống điện thoại nhận số, tổng đài nội bộ PABT, hệ thống thẻ t ín dụng, máy tính cá nhân… III.3.1 SƠ ĐỒ CHÂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2007-2010 32 ĐATN Đề Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại o PIN 1 ( IN + ) : Non – Investing op- amp, ngõ vào không đảo.b − o PIN 2 ( IN ) : Investing . Tài :Điều Khiển Thiết Bị Qua Đường Dây Thoại II.5 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CHIẾC MÁY ĐIỆN THOẠI II.5.1 GIỚI THIỆU Máy điện thoại là thiết bị. hình điều khiển thiết bị qua đường dây điện thoại “. I.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để có thể điều khiển thiết