Chương 1: Tổ Chức Hệ Thống Điều Khiển Thiết Bị Từ Xa Qua Đường Dây Điện Thoại Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 4 Chương 2: Tổng Quan Về Tổng Đài Điện Tử – Phương Thức Làm Việc Của Tổng Đài Và Các Thuê Bao Điện Thoại Chương 3: Thiết Kế Phần Cứng Hệ Thống Chương 4: Thiết Kế Phần Mềm Vận Hành Hệ Thống Chương 5: Thực Nghiệm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 5 NỘI DUNG Chƣơng 1. TỔ CHỨC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ TỪ XA QUA ĐƢỜNG ĐIỆN THOẠI 1. Sơ đồ cấu trúc Hệ thống Một hệ thống điều khiển từ xa bao gồm ba thành phần chính: Trung tâm điều khiển, đường dây truyền dẫn tín hiệu, hệ thống và thiết bị cần điều khiển giám sát từ xa. Sơ đồ tổng quát hệ thống giám sát điều khiển từ xa Từ sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển từ xa, bộ giải mã thu - phát tín hiệu DTMF được sử dụng là chíp MT8888.
Tác giả thiết kế sơ đồ khối hệ thống điều khiển từ xa qua đường dây thoại: Hình 1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển thiết bị từ xa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www. Chức năng các khối trong Hệ thống 1. Khối giải mã thu DTMF (Dual Tone Multi Frequency) Chức năng chính của khối này là thu và giải mã tín hiệu DTMF cho hệ thống khi thực hiện nhận cuộc gọi đến (yêu cầu hệ thống thực hiện điều khiển thiết bị).
Khối này sử dụng Chíp giải mã thu phát DTMF MT8888. Khối phát tín hiệu chuông Khi có cuộc gọi đến yêu cầu hệ thống điều khiển thiết bị thì hệ thống lúc này được coi như một thuê bao điện thoại thông thường. Vì vậy, thiết bị vẫn nhận các cuộc gọi đến bình thường và tổng đài sẽ gửi cho hệ thống tín hiệu chuông báo có cuộc gọi đến. Khối cảm biến tín hiệu chuông sẽ nhận tín hiệu này và báo cho khối vi xử lý biết có cuộc gọi đến.
Khối kết nối thuê bao Khi có cuộc gọi đến yêu cầu điều khiển thiết bị, thì khối vi xử lý nhận được tín hiệu chuông từ khối cảm biến tín hiệu chuông. Nhưng để hệ thống hoạt động như một máy điện thoại thông thường, tức là phải nhấc máy thì khối vi xử lý sẽ yêu cầu khối kết nối thuê bao làm việc này (tương tự như hành động nhấc máy khi có người gọi tới) để thông thoại và nhận yêu cầu từ người sử dụng. Khối này khi thực hiện việc kết nối sẽ đóng cho một tải giả (có nội trở tương đương với nội trở của một máy điện thoại cố định thông thường) kết nối đường dây. Khi đó, tổng đài sẽ phát hiện mức điện áp sụt giảm trên đường dây (còn khoảng 15V) và sẽ cho máy điện thoại gọi đến kết nối với hệ thống.
Khối điều khiển thiết bị Khối này chủ yếu là các mạch Relay, các Relay chấp hành các lệnh từ khối vi xử lý. Thực chất đây là khối chấp hành thụ động. Khối nút nhấn bên ngoài Trong trường hợp hệ thống bị hỏng mất điều khiển từ xa, khối này hỗ trợ cho hệ thống đóng hoặc ngắt thiết bị tại chỗ bằng phím cứng. Khối vi xử lý Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 7 Đây chính là trái tim của hệ thống, phần quan trọng nhất quyết định đến sự hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Tại đây khối vi xử lý sẽ nhận, xử lý và phản hồi toàn bộ những thông tin từ các khối chức năng. Khối này sử dụng một phần mềm hệ thống linh hoạt và mềm dẻo để điều khiển mọi hoạt động và đưa ra các lệnh để các khối khác thi hành. Vi điều khiển được sử dụng cho khối này là vi điều khiển AT89S52. Khối nguồn Khối này sẽ đảm bảo cho đầu ra đủ hai mức điện áp +12V DC và 5V DC bằng phẳng và ổn định cấp cho toàn hệ thống.
Khối phát hiện sự cố và cảnh báo tại chỗ Khi hệ thống phát hiện có sự cố thì ngay lúc đó khối cảnh báo sẽ hoạt động, gửi cảnh báo đến người sử dụng bằng cách đưa ra cảnh báo tại chỗ bằng loa và đèn nháy. Khối này bao gồm loa báo động, đèn nháy được lắp đặt tại khu vực cần cảnh báo. Khối hiển thị Màn hình LCD có khả năng hiển thị mật khẩu, các câu thông báo và trạng thái các thiết bị. Kết luận chƣơng 1: Tác giả đã xây dựng tổ chức hệ thống điều khiển từ xa qua đường dây điện thoại.
Hệ thống điều khiển gồm các khối cơ bản như: khối trung tâm, khối thu tín hiệu DTMF, khối tải giả, khối điều khiển thiết bị. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 8 Chƣơng 2. TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI ĐIỆN TỬ – PHƢƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA TỔNG ĐÀI VÀ CÁC THUÊ BAO ĐIỆN THOẠI 2. Tổng quan về Tổng đài điện tử 2.
Sơ lƣợc lịch sử phát triển tổng đài Để khắc phục những hạn chế và nhược điểm của các loại tổng đài điện thoại nhân công, các nhà chế tạo tổng đài điện thoại đã cho ra đời tổng đài tự động cơ điện và từng bước hoàn thiện chúng. Tổng đài tự động từng nấc đầu tiên điều khiển trực tiếp đã được chế tạo năm 1892. Mặc dù nó được hoàn thiện trên cơ sở nhiệm vụ của tổng đài nhân công nhưng nó còn rất nhiều nhược điểm như chứa nhiều các bộ phận cơ khí, khả năng và tính linh hoạt bị hạn chế kích thước quá cồng kềnh. Năm 1926 ở Thụy Điển đã xuất hiện một số loại tổng đài ngang dọc đầu tiên, tổng đài này sản xuất ra dựa trên cơ sở kết quả nghiên cứu kỹ thuật chuyển mạch và hoàn thiện các bộ phận chức năng của tổng đài từng nấc.
Các tổng đài này cũng chỉ là tổng đài điều khiển trực tiếp. Sau đó nhiều sự thay đổi có ý nghĩa cách mạng trong lĩnh vực điện tử đã tạo ra nhiều điều kiện tốt để hoàn thiện các tổng đài ngang dọc. Nhiều khối chức năng điều khiển như bộ ghi phát, điều khiển đầu nối. trước đây được chế tạo bởi relay cơ điện thì nay được thay thế bằng các máy tính đơn giản chế tạo ở dạng khối.
Điều đó dẫn đến kích thước của tổng đài được thu nhỏ hơn và trọng lượng thiết bị cũng giảm, tổng đài làm việc nhanh hơn, ít ồn ào, dễ điều hành và bảo dưỡng hơn. Vào những năm 1965 tổng đài điện thoại điện tử đầu tiên theo nguyên lý chuyển mạch không gian tương tự đã được đưa vào khai thác ở nước Mỹ. Tổng đài loại này cần cho mỗi cuộc gọi một tuyến vật lý (một mạch dây) riêng. Vì vậy cũng không thể chế tạo một tổng đài có khả năng tiếp thông hoàn toàn.
Ngay sau đó người ta đã hướng công việc nghiên cứu vào phương thức chuyển mạch phân kênh theo thời gian (chuyển mạch thời gian). Theo phương thức này người ta dùng một mạch dây cho nhiều cuộc gọi trên cơ sở phân chia thời gian sử dụng. Dựa vào phương thức này có thể thiết lập tổng đài tiếp thông hoàn toàn và không tổn thất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 9 Năm 1970 tổng đài điện thoại số đầu tiên được sản xuất, lắp đặt và đưa vào khai thác đầu tiên ở nước Pháp.
Khái niệm về tổng đài số Mạng lưới viễn thông được thiết lập để truyền tải các tín hiệu thông tin từ nơi này đến nơi khác. Những bộ phận chủ yếu của các mạng lưới này là các nút hoặc các trung tâm chuyển mạch và các đường truyền dẫn, tính phức tạp của mạng viễn thông là ở nhiệm vụ truyền tải một số khối lượng lớn thông tin của lưu lượng thoại, đồng thời truyền với một số thông tin của các dịch vụ khác ở trong mạng. Chính vì vậy mạng viễn thông đã thay đổi từ chỗ cực kỳ đơn giản đến phức tạp. Chức năng quan trọng nhất của mạng viễn thông là dịch vụ thoại.
Do đó ta đề cập tới các trung tâm chuyển mạch (tổng đài điện thoại), các đường truyền dẫn trên mạng thoại và các dịch vụ của nó. Mạng điện thoại cung cấp các phương tiện thông tin tiếng nói từ ngay khi nó mới xuất hiện cách đây hàng trăm năm, nó là các mạng nội bộ nhỏ. Ngày nay mạng điện thoại đã phát triển mạnh mẽ cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật công nghệ điện tử, bán dẫn, nó đã đem lại những khả năng kết nối đơn giản cho mạng. Các trung tâm chuyển mạch của mạng (tổng đài điện thoại) là các nút của mạng lưới viễn thông, chúng làm nhiệm vụ chuyển mạch kết nối các cuộc gọi thuê bao trên mạng.
Đảm bảo các cuộc gọi ở các trung tâm chuyển mạch không bị vướng, tắc nghẽn. Do nhu cầu ngày càng đòi hỏi lớn về chất lượng, dịch vụ, dung lượng chuyển mạch của tổng đài. Các trung tâm chuyển mạch cũng được mở rộng và phát triển đáp ứng nhu cầu đó, phục vụ cho cuộc sống của thế kỷ thông tin. Ngày nay, hệ thống tổng đài số đã dần thay thế cho các loại tổng đài cũ, nó mở ra một thời kỳ mới cho ứng dụng viễn thông vào cuộc sống.
Khi ta dùng phương pháp truyền dẫn số, tổng đài số đã mang lại nhiều lợi ích so với truyền dẫn tương tự. Sử dụng tổng đài số và các đường truyền dẫn số, bộ mã hoá và giải mã cho thoại đơn giản dễ biến đổi thực hiện các chức năng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www. Các chức năng của hệ thống tổng đài Mặc dù các hệ thống tổng đài đã được nâng cấp rất nhiều từ khi nó được phát minh ra nhưng các chức năng cơ bản vẫn là: Xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành việc phục hồi lại các cuộc gọi đã hoàn thành hầu như vẫn như cũ.
Hệ thống tổng đài dùng nhân công tiến hành các quá trình này bằng tay trong khi hệ thống tổng đài tự động tiến hành các việc này bằng các thiết bị điện tử. Đối với hệ tổng đài tự động các cuộc gọi được phát ra và hoàn thành thông qua các bước sau: + Nhận dạng thuê bao chủ gọi. + Tiếp nhận số được quay. + Kết nối cuộc gọi.
+ Chuyển thông tin điều khiển. + Kết nối trung chuyển. + Kết nối tại trạm cuối. + Truyền tín hiệu chuông.
+ Hồi phục hệ thống. Phƣơng thức làm việc giữa tổng đài và các thuê bao Đường dây điện thoại cố định hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring. Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thông qua hai dây Tip và Ring.
