智能电力线载波电话系统

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智能电力线载波电话系统

摘要 本文介绍一种新型的智能电力线载波电话系统的研制方案，该设计采用89C51单片微型计算机作控制中心，整个系统达到智能化。系统避开了现代电话通信的路由问题，利用了单片机的强大功能对整个系统进行控制进行信道的控制，使得设备简单、轻便。在传输载体上，利用了四通八达的电力线进行传输，为通话提供了极大的便利。节省了信道铺设费用和通话费用。

关键词 电力线载波 电话系统 信道 单片机

分机０电话号码为0

分机０

电话号码为0

分机1

电话号码为1

分机7

电话号码为7

分机2

电话号码为2

220V

图一

本系统设计为一种新型的智能电力线载波电话系统。采用了89C51单片微型计算机作控制中心，使整个系统达到智能化。在设计开发初期，为了方便和简单起见，如图一所示，整个系统只设计了八个分机(分机０～７)、一个控制信号传输信道(信道０)和两个语音传输信道(信道１、２)。每个分机相应号码为本分机号。所有分机的控制信号都在一个信道上传输，语音信号则根据情况选择空闲的语音传输信道，后期可适当增加分机和语音传输信道。

整个系统不设主机，各项功能由通过控制信号传输信道(信道０)连接在一起的各分机的控制中心来完成，各分机设计来原理相同、在号码分配上通过单片机识别组合开关来实现。每个分机由两大模块组成即控制信号处理与传输模块和语音信号处理与传输模块(以下简称控制模块和语音传输模块)。各模块具体原理和实现办法如下；

一、控制信号处理与传输模块

原理框图如图二所示，本模块包括一套发送支路和一套接收支路。共用一个信道上传输信号，并且同一时间只能有一个分机发送信号，其他分机均只能接收。该信道有空闲和占用两种状态，信道所处的状态不用任何信息显示，只通过接受支路自动判别。不通话时，接收支路一直处于接收状态，对信道进行监控。

１．工作原理

当有分机拿起话机拨号时，为确保同一时间只能有一个分机发送信号，该分机通过接收支路判别信道上有没有其他分机在发送信息，如已有分机在发送信息，则待其发完之后再发送，由于数据的高速传输，LM1893调制器

LM1893

调制器

耦合及保

护网络

控制器

AT89C52

3 x 4

键盘

提示音

输出

LED显示

LM1893

解调器

耦合及保

护网络

接语音模块

图二 控制模块原理框图

通话完毕挂机之后，挂机分机控制处理器熄灭LED，并待控制信道空闲时，向信道发送挂机信号。该信号分为主叫方发送的挂机信号和被叫方发送的挂机信号(控制信号３)，此信号为各分机辨别各语音信道状态的另一信号。通过软件处理，实现只由最先挂机分机发送。主叫方发送的挂机信号包括此次通话所占用语音信道的释放信息、各语音信道状态信息和该次通话的被叫方号码；被叫方发送的挂机信号包括此次通话所占用语音信道的释放信息、各语音信道状态信息和该次通话的主叫方号码。通话中的两个分机，当其中一个收到另外一个的挂机信号时，即熄灭LED，输出提示音(急速的嘟嘟声的忙音)。

空闲中，没有摘机的话机，通过接收支路接收拨号信号、响应信号和挂机信号。对拨号信号只要对比被叫话机号码是否与本机号码相同。响应信号和挂机信号则记录更新各信道的状态信息。

２．控制信号设计

图三 控制信号设计D7

图三 控制信号设计

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

信号编码

信号内容

拨号信号

响应信号

通话信号

挂机信号

信道信息

被叫话机号码

主叫话机号码

被叫话机号码

主叫话机号码

主叫话机号码

被叫话机号码

主叫话机号码

信道信息

信道信息

０

０

１

０

０

１

１

１

１

１

主叫话机和被叫话机号码都是由三位二进制数表示８个号码。信道信息则由信道状态信息(D２、D１)和本次通话选用信道信息(D０)组成。

３．软件设计

总控制器软件部分均采用8051汇编语言格式编写，程序的编译工作由配套的仿真软件完成，由于软件处理部分规模过大，在这里详细列出。主要的处理程序有：

a 初始化

b 摘机处理

c 电话号码的接收

d 挂机处理

二、语音信号处理与传输模块

LM1893调制器

LM1893

调制器

耦合及保

护网络

LM1893

解调器

耦合及保

护网络

图四 语音传输模块原理框图

功率

放大

音频

放大

变压器

隔离

频率转换

多路开关

总控制器

三、信号耦合保护网络

CoToL1

Co

To

L1

L2

C2

图五 信号耦合及保护网络

C1

在本系统中，信号耦合网络是一个很重要的环节，它直接影响通讯的质量。信号耦合网络采用磁芯变压器，既实现了隔离传输，又能实现阻抗匹配，还可做成谐振回路，以削减频带外的干扰并衰减尖峰。图五给出了信号合耦网络的线路图。其中，Ｃo和Ｔo构成一个谐振回路，谐振频率选为载波频率。为了最大限度地将信号耦