專利名稱：電話線傳輸報警發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種單片微機(jī)控制的多功能電話線傳輸報警發(fā)送裝置，屬于現(xiàn)有電話線傳輸報警發(fā)送裝置的改進(jìn)設(shè)計。
目前國內(nèi)各地研制的電話線傳輸報警發(fā)送裝置有多種類型，有傳送語音信息的，也有傳送數(shù)字信息的。對于后者，一般采用微機(jī)控制，但都存在一定的缺點，主要有以下幾方面1、需要交流電源供電，現(xiàn)場安裝和使用維護(hù)不方便。一旦停電即無法工作。
2、電源消耗大，不便于用干電池做直流電源。
3、只有脈沖撥號方式，撥號速度慢。
4、啟動報警方式單一且可靠性差。
5、不具備或不完備自檢功能，無法檢測自身和系統(tǒng)的可靠性。
本實用新型的目的是設(shè)計一種安裝使用維護(hù)簡便、工作可靠、能克服上述存在問題的新型電話線傳輸報警發(fā)送裝置。
本實用新型的工作原理簡述如下。
如附圖
所示，本實用新型端子X1、X2接至電話外線，端子X3、X4接至用戶電話機(jī)，接通電源開關(guān)S5，報警發(fā)送裝置處于警戒狀態(tài)。由于開關(guān)晶體管V9截止，整個裝置并不通電，所以幾乎不消耗電能。繼電器常閉接點使用戶話機(jī)和電話外線接通，而由常開接點使報警發(fā)送裝置與電話外線斷開，所以對電話機(jī)的正常使用無任何影響。
按鍵開關(guān)S1、外接開關(guān)SW閉合或無線遙控開關(guān)V33導(dǎo)通，使開關(guān)晶體管V9飽合導(dǎo)通而接通直流電源，經(jīng)升壓電路升壓至＋5V給本裝置各部分電路供電，即啟動報警。在單片微機(jī)程序控制下，首先鎖定V9的導(dǎo)通狀態(tài)，然后使繼電器吸合，其常開接點閉合使本裝置接通電話外線，常閉接點斷開而切斷用戶話機(jī)。接著按預(yù)先存貯的電話號碼自動撥號。如果撥通，就以移頻鍵控(FSK)調(diào)制的串行通訊方式把本機(jī)代碼和其它報警信息傳送出去，由報警接收裝置接收；如果未撥通，自動模擬掛機(jī)，摘機(jī)重?fù)?，直至撥通或達(dá)到規(guī)定的次數(shù)。最后使繼電器釋放，電子開關(guān)V9截止，重新恢復(fù)警戒狀態(tài)。
附圖一為工作原理框圖，附圖二為詳細(xì)的電路圖。
結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
本實用新型主要由下述電路組成。
1、報警啟動及自檢電路，用于實現(xiàn)人工按鍵、外接開關(guān)和無線遙控三種方式啟動報警并提供相應(yīng)的識別信號；對電話外線及外接開關(guān)連線進(jìn)行監(jiān)測和報警系統(tǒng)自檢。
2、微機(jī)控制電路，接收上述識別信號并控制整個報警發(fā)送裝置實現(xiàn)自動撥號，發(fā)送報警信息，接收應(yīng)答信號，模擬掛機(jī)等。
3、信號發(fā)送電路，它把微機(jī)控制電路輸出的雙音多頻撥號雙音信號及FSK載波信號由方波轉(zhuǎn)變成正弦波送到電話接口電路。
4、信號接收電路，接收報警接收裝置返回的應(yīng)答信號，進(jìn)行濾波放大并轉(zhuǎn)換成脈沖信號送到微機(jī)控制電路以供識別。
5、LED顯示電路，在微機(jī)控制電路的控制下指示報警發(fā)送裝置的各種不同工作狀態(tài)。
6、電話接口電路，用于實現(xiàn)報警發(fā)送裝置和電話外線之間的銜接，把信號發(fā)送電路送來的信號放大輸出，并在微機(jī)控制下實現(xiàn)脈沖撥號和模擬摘機(jī)、掛機(jī)功能。
7、繼電器電路，在微機(jī)控制下適時使繼電器吸合或釋放，實現(xiàn)用戶話機(jī)和報警發(fā)送裝置與電話外線的通斷。
8、直流升壓電路，把電池供電的低電壓提升到需要的穩(wěn)定的工作電壓為微機(jī)控制電路、信號發(fā)送及接收電路，繼電器電路供電。
報警啟動電路分四個部分，包括電子開關(guān)電路，由晶體管V9、電阻R25、R26及電容C12組成。人工按鍵開關(guān)電路，由按鍵S1、二極管V26、V27組成。外接開關(guān)電路，由外接開關(guān)SW、電阻RW、晶體管V19－V21、二極管V18、V22、V23、電阻R37和電容C16組成，其中SW可以是偽裝開關(guān)、應(yīng)急開關(guān)或入侵探器一對接點，適用于緊急情況下的呼救和無人值守自動報警；無線遙控開關(guān)電路，由天線A、電感L4、微調(diào)電容C17、電阻R38、R39、檢波二極管V30、晶體管V31－V33、二極管V26、V27組成，它的作用是收到遙控信號后V33導(dǎo)通而啟動報警，適用于無法靠近報警發(fā)送裝置或不便于接線的情況。
在警戒狀態(tài)下，V9由于基極回路無電流而截止。三種啟動方式都是給V9提供基極電流使之導(dǎo)通，給報警裝置供電而啟動報警，并把啟動方式的狀態(tài)信號分別接到單片微機(jī)的三條輸入線P24－P26，單片微機(jī)根據(jù)這些狀態(tài)判斷是何種方式，分別作出不同反應(yīng)和發(fā)出不同的報警信息。
自檢電路有三個部分，包括電話線監(jiān)測電路，由電阻R43～R45及晶體管V41～V43、二極管V40、蜂鳴器F組成。在警戒狀態(tài)，并接在繼電器常開接點K1－2的電阻R43經(jīng)V1、R44給V41提供一個微小基極電流使之飽合，V42、V43相應(yīng)截止，當(dāng)電話外線斷路或短路時，V41失去基流截止，V44V45導(dǎo)通，使發(fā)光二極管E1點亮同時蜂鳴器F發(fā)聲，提醒值班人員注意。外接開關(guān)連線監(jiān)測電路，即是外接開關(guān)電路，平時由外接電阻RW給V19提供一個微小基極電流使之飽合，V20、V21截止，當(dāng)外接開關(guān)連線被切斷，V19失去偏流而截止，R37偏置V20、V21復(fù)合管導(dǎo)通而啟動報警；當(dāng)外接開關(guān)連線被短路，其作用相當(dāng)于外接開關(guān)閉合，也會自動啟動報警。系統(tǒng)自檢電路，由檢測按鍵S2、二極管V34、V35組成，當(dāng)按下S2開關(guān)時，發(fā)光二極管E1經(jīng)電阻R31、V34接入電池回路，若電池電壓足夠高，E1發(fā)光，若電壓降到一定程度，E1將不發(fā)光，從而判斷是否需要更換電池；當(dāng)S1和S2同時按下時，啟動報警，但由于S2的狀態(tài)也接到單片微機(jī)P27，從而可由程序判定是進(jìn)行系統(tǒng)功能測試而非報警，于是傳送一個模擬的報警信息，根據(jù)其工作情況可檢查系統(tǒng)是否正常。
V9導(dǎo)通后，電池經(jīng)V9給直流升壓電路供電?；パa晶體管V10、V12和電感L3、電容C13、電阻R27、R28、R29組成自激振蕩器，振蕩頻率數(shù)十千赫。V12的交替飽合截止在L3上感應(yīng)出幅度高于電源電壓的脈沖，經(jīng)V13整流，C15濾波提供＋5V工作電壓。穩(wěn)壓管V14、晶體管V11、電阻R30配合V12構(gòu)成穩(wěn)壓電路，保證輸出＋5V電壓在要求的范圍內(nèi)。C14是去耦電容。
直流升壓電路產(chǎn)生的＋5V電壓加到微機(jī)控制電路、繼電器電路和信號發(fā)送及接收電路。由于上電復(fù)位作用，微機(jī)控制電路開始工作并執(zhí)行程序。首先使P13輸出高電平使V29導(dǎo)通，這時即使啟動因素撤除，也能保持V9的繼續(xù)導(dǎo)通(鎖定)。然后使P14輸出高電平使繼電器吸合，這樣不管用戶話機(jī)處于什么狀態(tài)，都被切斷而報警發(fā)送裝置接通，保證了“報警優(yōu)先”功能。
繼電器電路由繼電器K、二極管V37、V38、晶體管V36、V39、電容C18、電阻R40－R42組成，通電時，先使P14輸出低電平，繼電器不動作，C18充電。延時一段時間，P14輸出高電平，由于C18上電壓不能突變，所以繼電器線圈瞬間承受大約二倍電源電壓，保證其可靠吸合，其后由于C18放電完畢，相當(dāng)于斷路，電源經(jīng)V36V38給繼電器線圈供電以提供維持電流。這樣既保證了吸合時的可靠性，又減少了靜態(tài)時電源的消耗。
微機(jī)控制電路是由D1(80C39)、D2(74HC373)、D3(27C32EPROM)及其外圍元件電容C19－C21、晶體G組成的單片機(jī)最小系統(tǒng)。用其P1口作控制輸出，P2口高四位作開關(guān)狀態(tài)檢測輸入，T1端作信號接收檢測，INT和T0端分別接一個跨接器S3、S4，通過接高電平或低電平可使報警裝置使用脈沖撥號或雙音多頻撥號，自動撥一個電話號碼或者兩個電話號碼。
信號發(fā)送電路是由運算放大器N1、N2及其外圍元件R10－R18、電容C5－C8組成的兩個VCVS帶通濾波器，其輸入端分別接單片機(jī)的輸出，其輸出接到電話接口電路的話音放大器。其作用是把單片機(jī)輸出線上的方波信號濾除高次諧波，變成正弦波。兩路結(jié)構(gòu)相同，僅取電容參數(shù)不同。V1構(gòu)成的一路中心頻率設(shè)在810HZ用于雙音多頻撥號時L組輸出濾波，N2構(gòu)成的一路中心頻率設(shè)在1430HZ，用于雙音多頻撥號時H組輸出濾波，同時兼作數(shù)據(jù)傳輸時移頻鍵控信號的1200HZ及2400HZ輸出濾波。因為2400HZ已超出濾波器的通頻帶，衰減較大，所以另設(shè)一個輸入端接單片機(jī)P13，其輸入電阻R18阻值較小，這樣能得到幅度均衡的輸出。
雙音多頻撥號的雙音信號是由程序控制單片機(jī)兩條輸出線P10和P11產(chǎn)生的，分別對應(yīng)L組和H組。對應(yīng)0－9十個數(shù)字，分別設(shè)一個子程序，子程序用控制周期時間的方法同時在兩條輸出線上分別輸出L組和H組的對應(yīng)頻率的方波信號，用控制周期個數(shù)的方法控制信號的時長。這樣，根據(jù)電話號碼，欲撥那個數(shù)字，就調(diào)用對應(yīng)的子程序?qū)崿F(xiàn)。
FSK調(diào)制信號也是用程序控制輸出線P11、P12產(chǎn)生的。頻率參考源是晶體振蕩器，這就保證了信號頻率的精確度和穩(wěn)定性，并且由于簡化了硬件電路而使成本下降，可靠性提高。
信號接收電路由運算入大器N3和電阻R19－R21、電容C9、C10構(gòu)成的帶通濾波器和N4構(gòu)成的電壓比較器組成。二極管V7、V8起輸入保護(hù)作用，電阻R22－R24作分壓偏置，電容C11去耦。接收到的信號進(jìn)行選頻放大后進(jìn)入比較器，形成方波信號接到單片機(jī)的檢測端T1。由程序控制判斷T1上方波信號的周期和個數(shù)即可對接收信號進(jìn)行識別。
電話接口電路的組成元件及其作用如下V1是橋式整流器，它能保證不管電話線極性如何，電話接口電路得到一個正極性電壓。R1為壓敏電阻，用以防止外線雷擊或高壓脈沖損壞內(nèi)部電子元件。晶體管V2、V3及電阻R2－R4組成電子開關(guān)，受單片機(jī)輸出線P15控制，P15輸出低電平，V3、V2都截止，P15輸出高電平，V3、V2都導(dǎo)通。在報警過程中，程序控制P15電平的高低，即控制了電子開關(guān)V2導(dǎo)通或截止，模擬電話摘機(jī)、掛機(jī)狀態(tài)和實現(xiàn)脈沖撥號的續(xù)、斷脈沖。晶體管V5、V6及電阻R5－R9、電容C1－C4構(gòu)成話音放大器，它將發(fā)送電路送來的信號放大到需要的電平，以適當(dāng)?shù)妮敵鲎杩顾偷诫娫捑€上去。C1是高頻反饋電容。L1和L2對音頻影響甚微，對高頻干擾起雙向隔離作用。
話音放大器V5的發(fā)射極經(jīng)電阻R7接到電池供電端，因此當(dāng)電話線接通報警裝置，電子開關(guān)V2導(dǎo)通時，電話線的饋電電流和電池同時對報警裝置供電，這樣就進(jìn)一步降低了電池電能的消耗。報警器不工作時，由于V5的單向?qū)щ娦?，電池不會向話音放大器供電，而報警器工作時，V5進(jìn)入線性放大狀態(tài)，電池的等效電路相當(dāng)于一個穩(wěn)壓管，限制V5的發(fā)射極電壓在3V左右，線路饋電電壓的其余部分降落在線路電阻和V5上。
LED顯示電路由三個發(fā)光二極管E1－E3及其相應(yīng)的驅(qū)動晶體管V15－V17限流電阻R31、R33、R35和基極電阻R32、R34、R36組成，分別由單片機(jī)三條輸出線P12、P16、P17控制。報警裝置一啟動，E1即點亮指示進(jìn)入報警狀態(tài)。當(dāng)預(yù)存的兩個報警電話分別撥通，即點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管作為指示。
本實用新型全部元器件安裝在一塊雙面印制線路板上，內(nèi)部不需要另外的連接導(dǎo)線。外殼用鐵板沖制或注塑，面板上露出三個LED發(fā)光管及兩個按鍵，外接開關(guān)及天線接線由殼體下部引線孔引出，電話線和用戶話機(jī)接線由殼體上部引線孔引出，接線端子全部保護(hù)在機(jī)殼之內(nèi)。
本實用新型的主要特征在于1、采用CMOS工藝的單片微機(jī)和IC芯片，其工作電壓由直流升壓電路提供，直流升壓電路由電池供電，并接至電話接口電路的話音放大器，利用電話線路的饋電電流，降低電池消耗。
2、由程序控制單片微機(jī)兩條輸出線產(chǎn)生方波信號，再經(jīng)濾波電路形成正弦波，實現(xiàn)雙音多頻撥號方式。由單片機(jī)的一條輸出線控制電子開關(guān)實現(xiàn)脈沖撥號方式和模擬摘機(jī)，掛機(jī)功能。
3、用一個晶體三極管作電子開關(guān)，連接人工按鍵、外接開關(guān)和無線遙控開關(guān)使之導(dǎo)通而啟動報警，并由單片微機(jī)檢測其狀態(tài)以區(qū)分不同的報警方式。
4、以檢測電流有無的方式監(jiān)測電話外線和外接開關(guān)連線，斷短路都能給出指示或自動啟動報警；由檢測開關(guān)S2和報警開關(guān)S1同時按下的狀態(tài)作為系統(tǒng)自檢的識別信號，運行同樣的程序，發(fā)送不同的信息而進(jìn)行系統(tǒng)測試。
本實用新型的優(yōu)點在于1、耗電量小，僅用兩節(jié)5＃電池供電，可以長期處于警戒狀態(tài)，安裝、使用、維護(hù)簡便。
2、具有雙音多頻和脈沖撥號兩種方式?？蛇m用于不同制式的交換機(jī)自動電話網(wǎng)。上述功能只須在安裝時改變一下跨接器位置，便實現(xiàn)不同的選擇，使用非常方便。
3、具有三種啟動報警方式，可以直接人工按鍵啟動，也可以外接應(yīng)急開關(guān)、偽裝開關(guān)或入侵探測器啟動，還可通過無線遙控遠(yuǎn)距離啟動，并具有完善的自檢功能，能適應(yīng)各種不同情況下迅速可靠報警的需要。
4、采用硬件軟化的設(shè)計方法，簡化了電路，降低了成本，提高了可靠性，且生產(chǎn)工藝簡單，不需特別調(diào)整，便于組織大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種電話線傳輸報警發(fā)送裝置，它包括一個報警啟動及自檢電路，用于實現(xiàn)人工按鍵、外接開關(guān)和無線遙控三種方式啟動報警并提供相應(yīng)的識別信號，對電話外線及外接開關(guān)連線進(jìn)行監(jiān)測和報警系統(tǒng)自檢；一個微機(jī)控制電路，接收上述識別信號并控制整個報警發(fā)送裝置實現(xiàn)自動撥號，發(fā)送報警信息，接收應(yīng)答信號，模擬掛機(jī)等；一個信號發(fā)送電路，它把微機(jī)控制電路輸出的雙音信號及報警信息的調(diào)制載波由方波轉(zhuǎn)變成正弦波送到電話接口電路；一個信號接收電路，接收報警接收裝置返回的應(yīng)答信號，進(jìn)行濾波放大并轉(zhuǎn)換成脈沖信號送到微機(jī)控制電路以供識別；一個LED顯示電路，由微機(jī)控制電路控制，指示報警發(fā)送裝置的各種不同工作狀態(tài)；一個電話接口電路，用于實現(xiàn)報警發(fā)送裝置和電話外線之間的銜接，把信號發(fā)送電路送來的信號放大輸出，并在微機(jī)控制下實現(xiàn)脈沖撥號和模擬摘機(jī)、掛機(jī)功能；一個繼電器電路，在微機(jī)控制電路控制下適時使繼電器吸合或釋放，實現(xiàn)用戶話機(jī)或報警發(fā)送裝置與電話外線的通斷；一個直流升壓電路，把電池供電的低電壓提升到需要的工作電壓為微機(jī)控制電路、信號發(fā)送和接收電路、繼電器電路供電；所述報警發(fā)送裝置的特征在于(1)微機(jī)控制電路由CMOS工藝的單片微機(jī)和IC芯片組成，其電源端接到直流升壓電路輸出，直流升壓電路由電池和電話線混合供電；(2)具有雙音多頻撥號功能，電路由單片微機(jī)兩條輸出線及其連接的信號發(fā)送電路的濾波器構(gòu)成，在程序控制下實現(xiàn)；(3)報警啟動電路由開關(guān)晶體管V9和與之連接的人工按鍵S1、外接開關(guān)電路和無線遙控開關(guān)電路構(gòu)成，并將三種開關(guān)連接單片微機(jī)的輸入線以區(qū)分不同的報警方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報警發(fā)送裝置，其特征在于所述直流升壓電路由互補晶體管V10、V12和電感器L3及電容C13、電阻R27－R29構(gòu)成振蕩電路，由穩(wěn)壓管V14、三極管V11及電阻R30構(gòu)成穩(wěn)壓電路。
專利摘要一種單片微機(jī)控制的多功能電話線傳輸報警發(fā)送裝置，其特征在于采用CMOS工藝的單片微機(jī)和其它IC芯片，其電源端接直流升壓電路輸出，直流升壓電路由電池和電話線混合供電。由程序控制單片機(jī)輸出線，經(jīng)濾波電路形成雙音多頻撥號功能及電子開關(guān)控制的脈沖撥號功能，適用于不同制式的交換機(jī)自動電話網(wǎng)。人工按鍵、外接開關(guān)或探測器、無線遙控三種啟動報警方式，能適應(yīng)不同情況下迅速可靠報警的要求。電話線和外接開關(guān)連線置于監(jiān)測之下，具有系統(tǒng)自檢功能。
文檔編號H04M11/04GK2105812SQ9120786
公開日1992年5月27日 申請日期1991年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月17日
發(fā)明者郭衍斗 申請人:丹東電子研究所