無線緊急呼救系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代社會，老人獨(dú)自在家出現(xiàn)緊急的情況時(shí)，不能打電話或者呼救。本文設(shè)計(jì)一個(gè)無線緊急呼救系統(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接通子女的電話，并通過手持端及時(shí)與子女通話。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。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

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

該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，由DTMF撥號電路、遙控發(fā)射及接收電路、電話號碼存儲電路和免提通話電路四部分組成。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)檢測到該信號后，將存儲在單片機(jī)內(nèi)的電話號碼或手機(jī)號碼發(fā)送出去，接通電話后可以實(shí)現(xiàn)呼救器與電話的免提對講。此外，由于該系統(tǒng)存儲在一片帶IC總線接口的E2PROM芯片中，所以該號碼可以隨時(shí)修改。

1．1 無線緊急呼救系統(tǒng)的手持端

無線緊急呼救系統(tǒng)由無線發(fā)射電路(圖1(a))和無線接收電路(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，通過MC13175／13176的調(diào)制后發(fā)射出去，觸發(fā)無線緊急呼救系統(tǒng)的話機(jī)端工作，實(shí)現(xiàn)無線緊急呼救。它最大輸出功率可達(dá)到+10 dBm。當(dāng)通過無線緊急呼救系統(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，與無線緊急呼救系統(tǒng)的話機(jī)端實(shí)現(xiàn)無線通話。而由話機(jī)端送來的語音信號由接收電路RX3400接收，并由SPEADKER轉(zhuǎn)換為聲音。



1．2 無線緊急呼救系統(tǒng)的座機(jī)端

無線緊急呼救系統(tǒng)的話機(jī)端由無線發(fā)射部分、無線接收部分和單片機(jī)控制部分三部分組成。當(dāng)無線接收部分的天線接收到無線緊急呼救系統(tǒng)手持端發(fā)來的觸發(fā)信號時(shí)，處理后送向單片機(jī)，單片機(jī)調(diào)出存儲在其內(nèi)的電話號碼，送向單片機(jī)控制部分的MT8880雙音多頻芯片，通過電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以與用戶的電話或手機(jī)進(jìn)行通話。在這個(gè)通話過程中，由無線接收部分把有電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的語音信號發(fā)射出去與手持端實(shí)現(xiàn)無線通信。單片機(jī)接有4個(gè)按鍵，其中第一個(gè)按鍵是修改存儲在單片機(jī)內(nèi)號碼的第一個(gè)號碼的功能鍵，第二個(gè)按鍵是修改存儲在單片機(jī)內(nèi)號碼的第二個(gè)號碼的功能鍵，第三個(gè)按鍵是修改存儲在單片機(jī)內(nèi)號碼的第三個(gè)號碼的功能鍵，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被放大后再經(jīng)過高通濾波器、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)解碼電路檢測到一個(gè)有效的雙音頻對時(shí)，EST腳輸出高電平，從而啟動接收延時(shí)電路對電容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)動到高電平。同時(shí)與有效雙音頻對相應(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。通過數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出DTMF信號的頻率，并且通過譯碼器譯成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)控制識別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時(shí)控制識別位復(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發(fā)送，數(shù)據(jù)寄存器對應(yīng)的雙音頻信號就從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，而不能接收DTMF信號。

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

本文通過單片機(jī)(AT89C51)和雙音多頻(MT8880)技術(shù)的應(yīng)用，對無線緊急呼救技術(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信號的收發(fā)功能于一體，完成數(shù)據(jù)和語音信號的處理和傳輸。該設(shè)計(jì)極大地簡化了設(shè)汁的復(fù)雜性，可以降低成本，減小體積。