CN2105812U

CN2105812U - 电话线传输报警发送装置

Info

Publication number: CN2105812U
Application number: CN 91207861
Authority: CN
Inventors: 郭衍斗
Original assignee: DANDONG ELECTRONIC INST
Current assignee: DANDONG ELECTRONIC INST
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-05-27

Abstract

一种单片微机控制的多功能电话线传输报警发送装置，其特征在于：采用CMOS工艺的单片微机和其它IC芯片，其电源端接直流升压电路输出，直流升压电路由电池和电话线混合供电。由程序控制单片机输出线，经滤波电路形成双音多频拨号功能及电子开关控制的脉冲拨号功能，适用于不同制式的交换机自动电话网。人工按键、外接开关或探测器、无线遥控三种启动报警方式，能适应不同情况下迅速可靠报警的要求。电话线和外接开关连线置于监测之下，具有系统自检功能。

Description

本实用新型是一种单片微机控制的多功能电话线传输报警发送装置，属于现有电话线传输报警发送装置的改进设计。

目前国内各地研制的电话线传输报警发送装置有多种类型，有传送语音信息的，也有传送数字信息的。对于后者，一般采用微机控制，但都存在一定的缺点，主要有以下几方面：

1、需要交流电源供电，现场安装和使用维护不方便。一旦停电即无法工作。

2、电源消耗大，不便于用干电池做直流电源。

3、只有脉冲拨号方式，拨号速度慢。

4、启动报警方式单一且可靠性差。

5、不具备或不完备自检功能，无法检测自身和系统的可靠性。

本实用新型的目的是设计一种安装使用维护简便、工作可靠、能克服上述存在问题的新型电话线传输报警发送装置。

本实用新型的工作原理简述如下。

如附图所示，本实用新型端子X₁、X₂接至电话外线，端子X₃、X₄接至用户电话机，接通电源开关S₅，报警发送装置处于警戒状态。由于开关晶体管V₉截止，整个装置并不通电，所以几乎不消耗电能。继电器常闭接点使用户话机和电话外线接通，而由常开接点使报警发送装置与电话外线断开，所以对电话机的正常使用无任何影响。

按键开关S₁、外接开关S_W闭合或无线遥控开关V₃₃导通，使开关晶体管V₉饱合导通而接通直流电源，经升压电路升压至＋5V给本装置各部分电路供电，即启动报警。在单片微机程序控制下，首先锁定V₉的导通状态，然后使继电器吸合，其常开接点闭合使本装置接通电话外线，常闭接点断开而切断用户话机。接着按预先存贮的电话号码自动拨号。如果拨通，就以移频键控（FSK）调制的串行通讯方式把本机代码和其它报警信息传送出去，由报警接收装置接收；如果未拨通，自动模拟挂机，摘机重拨，直至拨通或达到规定的次数。最后使继电器释放，电子开关V₉截止，重新恢复警戒状态。

附图一为工作原理框图，附图二为详细的电路图。

结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型主要由下述电路组成。

1、报警启动及自检电路，用于实现人工按键、外接开关和无线遥控三种方式启动报警并提供相应的识别信号；对电话外线及外接开关连线进行监测和报警系统自检。

2、微机控制电路，接收上述识别信号并控制整个报警发送装置实现自动拨号，发送报警信息，接收应答信号，模拟挂机等。

3、信号发送电路，它把微机控制电路输出的双音多频拨号双音信号及FSK载波信号由方波转变成正弦波送到电话接口电路。

4、信号接收电路，接收报警接收装置返回的应答信号，进行滤波放大并转换成脉冲信号送到微机控制电路以供识别。

5、LED显示电路，在微机控制电路的控制下指示报警发送装置的各种不同工作状态。

6、电话接口电路，用于实现报警发送装置和电话外线之间的衔接，把信号发送电路送来的信号放大输出，并在微机控制下实现脉冲拨号和模拟摘机、挂机功能。

7、继电器电路，在微机控制下适时使继电器吸合或释放，实现用户话机和报警发送装置与电话外线的通断。

8、直流升压电路，把电池供电的低电压提升到需要的稳定的工作电压为微机控制电路、信号发送及接收电路，继电器电路供电。

报警启动电路分四个部分，包括：电子开关电路，由晶体管V₉、电阻R₂₅、R₂₆及电容C₁₂组成。人工按键开关电路，由按键S₁、二极管V₂₆、V₂₇组成。外接开关电路，由外接开关S_W、电阻R_W、晶体管V₁₉－V₂₁、二极管V₁₈、V₂₂、V₂₃、电阻R₃₇和电容C₁₆组成，其中S_W可以是伪装开关、应急开关或入侵探器一对接点，适用于紧急情况下的呼救和无人值守自动报警；无线遥控开关电路，由天线A、电感L₄、微调电容C₁₇、电阻R₃₈、R₃₉、检波二极管V₃₀、晶体管V₃₁－V₃₃、二极管V₂₆、V₂₇组成，它的作用是收到遥控信号后V₃₃导通而启动报警，适用于无法靠近报警发送装置或不便于接线的情况。

在警戒状态下，V₉由于基极回路无电流而截止。三种启动方式都是给V₉提供基极电流使之导通，给报警装置供电而启动报警，并把启动方式的状态信号分别接到单片微机的三条输入线P₂₄－P₂₆，单片微机根据这些状态判断是何种方式，分别作出不同反应和发出不同的报警信息。

自检电路有三个部分，包括：电话线监测电路，由电阻R₄₃～R₄₅及晶体管V₄₁～V₄₃、二极管V₄₀、蜂鸣器F组成。在警戒状态，并接在继电器常开接点K_1－2的电阻R₄₃经V₁、R₄₄给V₄₁提供一个微小基极电流使之饱合，V₄₂、V₄₃相应截止，当电话外线断路或短路时，V₄₁失去基流截止，V₄₄V₄₅导通，使发光二极管E₁点亮同时蜂鸣器F发声，提醒值班人员注意。外接开关连线监测电路，即是外接开关电路，平时由外接电阻R_W给V₁₉提供一个微小基极电流使之饱合，V₂₀、V₂₁截止，当外接开关连线被切断，V₁₉失去偏流而截止，R₃₇偏置V₂₀、V₂₁复合管导通而启动报警；当外接开关连线被短路，其作用相当于外接开关闭合，也会自动启动报警。系统自检电路，由检测按键S₂、二极管V₃₄、V₃₅组成，当按下S₂开关时，发光二极管E₁经电阻R₃₁、V₃₄接入电池回路，若电池电压足够高，E₁发光，若电压降到一定程度，E₁将不发光，从而判断是否需要更换电池；当S₁和S₂同时按下时，启动报警，但由于S₂的状态也接到单片微机P₂₇，从而可由程序判定是进行系统功能测试而非报警，于是传送一个模拟的报警信息，根据其工作情况可检查系统是否正常。

V₉导通后，电池经V₉给直流升压电路供电。互补晶体管V₁₀、V₁₂和电感L₃、电容C₁₃、电阻R₂₇、R₂₈、R₂₉组成自激振荡器，振荡频率数十千赫。V₁₂的交替饱合截止在L₃上感应出幅度高于电源电压的脉冲，经V₁₃整流，C₁₅滤波提供＋5V工作电压。稳压管V₁₄、晶体管V₁₁、电阻R₃₀配合V₁₂构成稳压电路，保证输出＋5V电压在要求的范围内。C₁₄是去耦电容。

直流升压电路产生的＋5V电压加到微机控制电路、继电器电路和信号发送及接收电路。由于上电复位作用，微机控制电路开始工作并执行程序。首先使P₁₃输出高电平使V₂₉导通，这时即使启动因素撤除，也能保持V₉的继续导通（锁定）。然后使P₁₄输出高电平使继电器吸合，这样不管用户话机处于什么状态，都被切断而报警发送装置接通，保证了“报警优先”功能。

继电器电路由继电器K、二极管V₃₇、V₃₈、晶体管V₃₆、V₃₉、电容C₁₈、电阻R₄₀－R₄₂组成，通电时，先使P₁₄输出低电平，继电器不动作，C₁₈充电。延时一段时间，P₁₄输出高电平，由于C₁₈上电压不能突变，所以继电器线圈瞬间承受大约二倍电源电压，保证其可靠吸合，其后由于C₁₈放电完毕，相当于断路，电源经V₃₆V₃₈给继电器线圈供电以提供维持电流。这样既保证了吸合时的可靠性，又减少了静态时电源的消耗。

微机控制电路是由D₁（80C39）、D₂（74HC373）、D₃（27C32EPROM）及其外围元件电容C₁₉－C₂₁、晶体G组成的单片机最小系统。用其P₁口作控制输出，P₂口高四位作开关状态检测输入，T₁端作信号接收检测，INT和T₀端分别接一个跨接器S₃、S₄，通过接高电平或低电平可使报警装置使用脉冲拨号或双音多频拨号，自动拨一个电话号码或者两个电话号码。

信号发送电路是由运算放大器N₁、N₂及其外围元件R₁₀－R₁₈、电容C₅－C₈组成的两个VCVS带通滤波器，其输入端分别接单片机的输出，其输出接到电话接口电路的话音放大器。其作用是把单片机输出线上的方波信号滤除高次谐波，变成正弦波。两路结构相同，仅取电容参数不同。V₁构成的一路中心频率设在810HZ用于双音多频拨号时L组输出滤波，N₂构成的一路中心频率设在1430HZ，用于双音多频拨号时H组输出滤波，同时兼作数据传输时移频键控信号的1200HZ及2400HZ输出滤波。因为2400HZ已超出滤波器的通频带，衰减较大，所以另设一个输入端接单片机P₁₃，其输入电阻R₁₈阻值较小，这样能得到幅度均衡的输出。

双音多频拨号的双音信号是由程序控制单片机两条输出线P₁₀和P₁₁产生的，分别对应L组和H组。对应0－9十个数字，分别设一个子程序，子程序用控制周期时间的方法同时在两条输出线上分别输出L组和H组的对应频率的方波信号，用控制周期个数的方法控制信号的时长。这样，根据电话号码，欲拨那个数字，就调用对应的子程序实现。

FSK调制信号也是用程序控制输出线P₁₁、P₁₂产生的。频率参考源是晶体振荡器，这就保证了信号频率的精确度和稳定性，并且由于简化了硬件电路而使成本下降，可靠性提高。

信号接收电路由运算入大器N₃和电阻R₁₉－R₂₁、电容C₉、C₁₀构成的带通滤波器和N₄构成的电压比较器组成。二极管V₇、V₈起输入保护作用，电阻R₂₂－R₂₄作分压偏置，电容C₁₁去耦。接收到的信号进行选频放大后进入比较器，形成方波信号接到单片机的检测端T₁。由程序控制判断T₁上方波信号的周期和个数即可对接收信号进行识别。

电话接口电路的组成元件及其作用如下：V₁是桥式整流器，它能保证不管电话线极性如何，电话接口电路得到一个正极性电压。R₁为压敏电阻，用以防止外线雷击或高压脉冲损坏内部电子元件。晶体管V₂、V₃及电阻R₂－R₄组成电子开关，受单片机输出线P₁₅控制，P₁₅输出低电平，V₃、V₂都截止，P₁₅输出高电平，V₃、V₂都导通。在报警过程中，程序控制P₁₅电平的高低，即控制了电子开关V₂导通或截止，模拟电话摘机、挂机状态和实现脉冲拨号的续、断脉冲。晶体管V₅、V₆及电阻R₅－R₉、电容C₁－C₄构成话音放大器，它将发送电路送来的信号放大到需要的电平，以适当的输出阻抗送到电话线上去。C₁是高频反馈电容。L₁和L₂对音频影响甚微，对高频干扰起双向隔离作用。

话音放大器V₅的发射极经电阻R₇接到电池供电端，因此当电话线接通报警装置，电子开关V₂导通时，电话线的馈电电流和电池同时对报警装置供电，这样就进一步降低了电池电能的消耗。报警器不工作时，由于V₅的单向导电性，电池不会向话音放大器供电，而报警器工作时，V₅进入线性放大状态，电池的等效电路相当于一个稳压管，限制V₅的发射极电压在3V左右，线路馈电电压的其余部分降落在线路电阻和V₅上。

LED显示电路由三个发光二极管E₁－E₃及其相应的驱动晶体管V₁₅－V₁₇限流电阻R₃₁、R₃₃、R₃₅和基极电阻R₃₂、R₃₄、R₃₆组成，分别由单片机三条输出线P₁₂、P₁₆、P₁₇控制。报警装置一启动，E₁即点亮指示进入报警状态。当预存的两个报警电话分别拨通，即点亮相应的发光二极管作为指示。

本实用新型全部元器件安装在一块双面印制线路板上，内部不需要另外的连接导线。外壳用铁板冲制或注塑，面板上露出三个LED发光管及两个按键，外接开关及天线接线由壳体下部引线孔引出，电话线和用户话机接线由壳体上部引线孔引出，接线端子全部保护在机壳之内。

本实用新型的主要特征在于：

1、采用CMOS工艺的单片微机和IC芯片，其工作电压由直流升压电路提供，直流升压电路由电池供电，并接至电话接口电路的话音放大器，利用电话线路的馈电电流，降低电池消耗。

2、由程序控制单片微机两条输出线产生方波信号，再经滤波电路形成正弦波，实现双音多频拨号方式。由单片机的一条输出线控制电子开关实现脉冲拨号方式和模拟摘机，挂机功能。

3、用一个晶体三极管作电子开关，连接人工按键、外接开关和无线遥控开关使之导通而启动报警，并由单片微机检测其状态以区分不同的报警方式。

4、以检测电流有无的方式监测电话外线和外接开关连线，断短路都能给出指示或自动启动报警；由检测开关S₂和报警开关S₁同时按下的状态作为系统自检的识别信号，运行同样的程序，发送不同的信息而进行系统测试。

本实用新型的优点在于：

1、耗电量小，仅用两节5＃电池供电，可以长期处于警戒状态，安装、使用、维护简便。

2、具有双音多频和脉冲拨号两种方式。可适用于不同制式的交换机自动电话网。上述功能只须在安装时改变一下跨接器位置，便实现不同的选择，使用非常方便。

3、具有三种启动报警方式，可以直接人工按键启动，也可以外接应急开关、伪装开关或入侵探测器启动，还可通过无线遥控远距离启动，并具有完善的自检功能，能适应各种不同情况下迅速可靠报警的需要。

4、采用硬件软化的设计方法，简化了电路，降低了成本，提高了可靠性，且生产工艺简单，不需特别调整，便于组织大批量生产。

Claims

1、一种电话线传输报警发送装置，它包括：

一个报警启动及自检电路，用于实现人工按键、外接开关和无线遥控三种方式启动报警并提供相应的识别信号，对电话外线及外接开关连线进行监测和报警系统自检；

一个微机控制电路，接收上述识别信号并控制整个报警发送装置实现自动拨号，发送报警信息，接收应答信号，模拟挂机等；

一个信号发送电路，它把微机控制电路输出的双音信号及报警信息的调制载波由方波转变成正弦波送到电话接口电路；

一个信号接收电路，接收报警接收装置返回的应答信号，进行滤波放大并转换成脉冲信号送到微机控制电路以供识别；

一个LED显示电路，由微机控制电路控制，指示报警发送装置的各种不同工作状态；

一个电话接口电路，用于实现报警发送装置和电话外线之间的衔接，把信号发送电路送来的信号放大输出，并在微机控制下实现脉冲拨号和模拟摘机、挂机功能；

一个继电器电路，在微机控制电路控制下适时使继电器吸合或释放，实现用户话机或报警发送装置与电话外线的通断；

一个直流升压电路，把电池供电的低电压提升到需要的工作电压为微机控制电路、信号发送和接收电路、继电器电路供电；

所述报警发送装置的特征在于：

(1)微机控制电路由CMOS工艺的单片微机和IC芯片组成，其电源端接到直流升压电路输出，直流升压电路由电池和电话线混合供电；

(2)具有双音多频拨号功能，电路由单片微机两条输出线及其连接的信号发送电路的滤波器构成，在程序控制下实现；

(3)报警启动电路由开关晶体管V9和与之连接的人工按键S1、外接开关电路和无线遥控开关电路构成，并将三种开关连接单片微机的输入线以区分不同的报警方式。

2、根据权利要求1所述的报警发送装置，其特征在于所述直流升压电路由互补晶体管V₁₀、V₁₂和电感器L₃及电容C₁₃、电阻R₂₇－R₂₉构成振荡电路，由稳压管V₁₄、三极管V₁₁及电阻R₃₀构成稳压电路。