现代社会,老人独自在家出现紧急的情况时,不能打电话或者呼救。本文设计一个无线紧急呼救系统,这样可以使家中的老人出现意外时,在手持端一键即可自动接通子女的电话,并通过手持端及时与子女通话。该系统由单片机AT89C51构成主控部分,进行主要的信息处理,并接收外部操作指令形成各种控制信号。

1 系统的硬件设计

当出现紧急险情,按下无线紧急呼救控制器的紧急按扭,无线紧急呼救器发出急呼救信号。这个呼救信号是作为紧急呼救器的触发开关信号,它使与家中电话线相连接的无线呼救系统的主控端开始工作。无线紧急呼救系统被触发工作之后,单片机就会把存储于其中的电话号码逐一调出,通过由MT8880双音多频电路把这些数字号码转换成双音多频信号,最后再将这一双音多频信号发向电话网络中,通过电话网络使无线紧急呼救系统可以与电话网络中另一个用户之间通话,报告紧急情况。如果无线紧急呼救系统发出的第一个号码或前几个号码无人接听或无法接通,无线紧急呼救系统将会按照设定的规则继续把存储于单片机内的电话号码拨出,就这样循环下去直到电话网络中的用户有人接听为止。

该系统以单片机为核心,由DTMF拨号电路、遥控发射及接收电路、电话号码存储电路和免提通话电路四部分组成。当有险情发生时,按下呼救器或遥控器上的紧急按钮,单片机检测到该信号后,将存储在单片机内的电话号码或手机号码发送出去,接通电话后可以实现呼救器与电话的免提对讲。此外,由于该系统存储在一片带IC总线接口的E2PROM芯片中,所以该号码可以随时修改。

1.1 无线紧急呼救系统的手持端

无线紧急呼救系统由无线发射电路(图1(a))和无线接收电路(图1(b))两部分组成。由图1(a)可知当按下S2按钮时,可以使MC13175/13176的Imod端得到一个脉冲信号,通过MC13175/13176的调制后发射出去,触发无线紧急呼救系统的话机端工作,实现无线紧急呼救。它最大输出功率可达到+10 dBm。当通过无线紧急呼救系统的紧急呼救时,可以使用此部分电路中的MCROPHONE拾音并发射出去,与无线紧急呼救系统的话机端实现无线通话。而由话机端送来的语音信号由接收电路RX3400接收,并由SPEADKER转换为声音。



1.2 无线紧急呼救系统的座机端

无线紧急呼救系统的话机端由无线发射部分、无线接收部分和单片机控制部分三部分组成。当无线接收部分的天线接收到无线紧急呼救系统手持端发来的触发信号时,处理后送向单片机,单片机调出存储在其内的电话号码,送向单片机控制部分的MT8880双音多频芯片,通过电话网络系统可以与用户的电话或手机进行通话。在这个通话过程中,由无线接收部分把有电话网络发来的语音信号发射出去与手持端实现无线通信。单片机接有4个按键,其中第一个按键是修改存储在单片机内号码的第一个号码的功能键,第二个按键是修改存储在单片机内号码的第二个号码的功能键,第三个按键是修改存储在单片机内号码的第三个号码的功能键,第四个按键是单片机的复位键,实现单片机的复位。

 

1.3 MT8880接收电路

当MT8880作为DTMF接收器时,DTMF信号经由IN+和IN-输入。MT8880接收部分自带片内运算放大器接收到的信号被放大后再经过高通滤波器、低通滤波器和350~440 Hz的陷波电路,分别进入高频群解码电路和低频群解码电路。当两个解码电路检测到一个有效的双音频对时,EST脚输出高电平,从而启动接收延时电路对电容C2充电。当St/GT脚的电压充到阈值电压VTST时,St/GT脚也驱动到高电平。同时与有效双音频对相应的位代码被锁存到接收数据寄存器、Receive Data Register状态寄存器中的接收标志位置。通过数字计数的方式检出DTMF信号的频率,并且通过译码器译成4位二进制码。4位二进制编码被锁存在接收数据寄存器中,此时状态寄存器中的延时控制识别位复位,状态寄存器中的接收数据寄存器满标识位置位,对外而言,当寄存器中的延时控制识别位复位时,IRQ/CP由高电平变为低电平。

1.4 MT8880发送电路

发送部分使用开关电容D/A转换器,可以选择突发模式Burst Mode和连续模式两种模式。在突发模式下,音频输出使能只要写发送,数据寄存器对应的双音频信号就从TONE脚发送出,持续时间为511 ms,然后暂停511ms。这时一个数据发送完毕,状态寄存器的发送标志位置表示可以发送下一个数据。在该模式下只能发送DTMF、信号,而不能接收DTMF信号。

2 系统软件设计

软件采用结构化和模块化设计。其主要模块有:主程序、号码修改模块、数据接收模块、数据发送模块。软件主程序包括主程序和号码修改,其流程图分别如图2和图3所示。MT8880的数据接收程序设计和MT8880的数据接收程序中用到了相应的串口发送程序。


3 结 语

本文通过单片机(AT89C51)和双音多频(MT8880)技术的应用,对无线紧急呼救技术做了初步探讨,充分利用了单片机和双音多频技术的优点及其应用特点。AT89C51和MT8880使DTMF信号的收发功能于一体,完成数据和语音信号的处理和传输。该设计极大地简化了设汁的复杂性,可以降低成本,减小体积。