電話撥號遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)

郭德賢

（廈門市體育中心，福建廈門，361012）

0 引言

對于運(yùn)動場館，如羽毛球館或乒乓球館，內(nèi)設(shè)運(yùn)動場地較多，需根據(jù)實(shí)際訂場情況進(jìn)行燈光控制?，F(xiàn)在的燈光回路一般由接觸器分合控制，再由手動旋鈕或按鈕控制接觸器二次線圈的供電來控制燈光。有的燈光控制箱遠(yuǎn)離服務(wù)臺，甚至在不同樓層，給燈光控制帶來諸多不便。如果用電話撥號來控制燈光，管理員可在服務(wù)臺或任何地方利用電話撥號來控制燈光，極為方便。此系統(tǒng)配合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)實(shí)時(shí)觀察運(yùn)動場地及燈光，效果更佳。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

羽毛球館場地?zé)艄夥植计矫鎴D圖1 所示，分南館和北館、24 片場地、28 路燈光。

圖1 場地?zé)艄夥植计矫鎴D

羽毛球場燈光分布特點(diǎn)：為防眩光，羽毛球場燈帶需設(shè)置于兩場地之間的中間位置，所以兩個場地共用一路燈帶，在燈光開關(guān)過程中需考慮臨近場地是否正在使用。

系統(tǒng)原理方框圖如圖2 所示，由振鈴檢測、模擬提掛機(jī)、雙音多頻解碼、單片機(jī)、輸出電路組成。

圖2 系統(tǒng)原理方框圖

系統(tǒng)原理：系統(tǒng)由一路電話線引入，控制28 路燈光回路的開和關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)接收到電話鈴聲后，由單片機(jī)控制模擬提機(jī)，提機(jī)后可接收雙音頻指令，指令經(jīng)DTMF 解碼電路解碼后送單片機(jī)分析，輸出控制燈光回路接觸器二次線圈的得電與否，從而控制28 路燈光回路的開和關(guān)。當(dāng)15 秒內(nèi)未收到雙音頻信號，系統(tǒng)自動掛機(jī)。

2 指令代碼

■2.1 指令代碼表

見表1。

表1 24片羽毛球場燈光控制代碼表

■2.2 指令代碼編碼規(guī)則：（詳見指令代碼表，共59 條）

（1）系統(tǒng)使能設(shè)置：分使能開啟和使能關(guān)閉，使能開啟后，系統(tǒng)接受指令控制；使能關(guān)閉后，系統(tǒng)不接受指令控制。類似于系統(tǒng)密碼，需要時(shí)設(shè)置，不必每次使用系統(tǒng)都用它。使能代碼為4 位任意數(shù)字，再按＊號鍵結(jié)束。如：4321＊（使能開啟），4320＊（使能關(guān)閉）。使能密碼寫入程序代碼中，不可更改。

（2）燈光控制代碼：由2位地址碼+2 位操作碼組成，再按#號鍵結(jié)束。

（3）地址碼：南館88；北館99；南北館89；24 片場地01-24。

（4）操作碼：全開11；全關(guān)00；只開一組其余關(guān)閉01，用于打掃衛(wèi)生或只需低照度時(shí)使用；24 片場地的開關(guān)：19 表示開；09 表示關(guān)。

3 系統(tǒng)操作

使用固定電話或手機(jī)撥通控制系統(tǒng)電話號碼，對方自動摘機(jī)，輸入4 位指令代碼，再按“＊”或“#”號鍵結(jié)束。按“＊”號鍵結(jié)束，設(shè)置系統(tǒng)使能；按“#”號鍵結(jié)束，控制燈光的開啟和關(guān)閉。當(dāng)輸入錯誤指令時(shí)，可繼續(xù)輸入4 位正確指令，因?yàn)橹挥邪唇Y(jié)束鍵（＊或#）后，系統(tǒng)才讀取前面輸入的4 位指令。指令可連續(xù)操作，當(dāng)操作完成后可直接掛機(jī)，15 秒未輸入指令，系統(tǒng)也會自動掛機(jī)。

4 電路圖設(shè)計(jì)

■4.1 整體電路圖

整體電路圖如圖3 所示。

圖3 整體電路圖

■4.2 振鈴檢測和提掛機(jī)電路

L1 和L2 為電話線，R1 為壓敏電阻，R2、C1 為振鈴信號濾波，D1 為整流二極管，光電耦合器件U1 內(nèi)部也是整流發(fā)光二極管。當(dāng)振鈴信號到來時(shí)，Ring 點(diǎn)被拉低，Ring接單片機(jī)P3.2 外中斷INT0 腳，此管腳被拉入低電平，通知單片機(jī)有振鈴信號，進(jìn)入外中斷0 處理程序。此時(shí)單片機(jī)P0.5 管腳輸出低電平，Q3 導(dǎo)通，繼電器K1 吸合，把150 歐姆電阻R8 經(jīng)小型音頻變壓器T1 并入電話線路中，線路電壓被拉低，模擬摘機(jī)。此時(shí)，可接收控制指令。當(dāng)單片機(jī)15 秒內(nèi)未接收到指令，P0.5 管腳輸出高電平，繼電器K1 釋放，模擬掛機(jī)。

■4.3 雙音多頻DTMF 解碼電路

當(dāng)模擬摘機(jī)后，雙音多頻指令通過小型音頻變壓器T1 耦合，經(jīng)C2、R5 輸入至解碼芯片U2，解碼后指令從Q1-Q4 輸出，送入單片機(jī)的P0.0-P0.3 腳，由單片機(jī)分析相應(yīng)指令并進(jìn)行相應(yīng)操作。

■4.4 主控單片機(jī)

主控單片機(jī)U3 選用宏晶1 時(shí)鐘、高速、低功耗、高抗干擾的STC12C5A60S2，40 腳封裝，有35 個IO 腳。28個IO 腳用于控制燈光繼電器；5 個IO 腳P0.0-P0.4 用于讀取指令代碼；1 個IO 腳P3.2 用于接收振鈴信號；1 個IO腳P0.5 輸出控制提掛機(jī)。35 個IO 腳正好用完。因晶振選用6MHZ，9 腳復(fù)位腳用1k 電阻接地即可。

■4.5 輸出驅(qū)動電路

主控單片機(jī)28 個IO 腳輸出控制28 路燈光回路的開啟和關(guān)閉。因單片機(jī)復(fù)位后IO 輸出高電平，所以，高電平表示關(guān)閉燈光，低電平表示開啟燈光。輸出經(jīng)74LS04 反相器，送至驅(qū)動芯片ULN2003 進(jìn)行輸出繼電器驅(qū)動。一片74LS04 有6 路反相器，所以使用5 片74LS04 芯片；一片ULN2003 有7 路開漏驅(qū)動輸出，所以使用4 片ULN2003芯片，驅(qū)動12V 繼電器線圈。圖3 畫出第3 回路驅(qū)動電路，其余相同。輸出的交流220伏電壓控制燈光控制接觸器二次線圈。

■4.6 輸出繼電器分合聲監(jiān)聽

利用電話線路話音傳輸功能，在輸出繼電器附近設(shè)置駐極話筒進(jìn)行拾音，可在撥出指令后聽到繼電器的分合聲，以此了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)。Q2 對話筒MK1 信號進(jìn)行前置放大，再經(jīng)Q1 放大，T1 耦合至電話線路中。

5 單片機(jī)程序流程圖

程序流程圖如圖4 所示。

圖4 程序流程圖

主程序流程圖：主要為IO 口輸入輸出設(shè)置及初始化，外中斷0、定時(shí)器0 設(shè)置等。

定時(shí)器0 中斷子程序流程圖：每中斷一次對15 秒累加器進(jìn)行增量。

外中斷0 子程序流程圖：當(dāng)收到振鈴聲后進(jìn)入外中斷0子程序，是系統(tǒng)主要功能處理程序。可設(shè)置系統(tǒng)使能，操作燈光，提掛機(jī)等。

6 總結(jié)

電話網(wǎng)絡(luò)是廣泛使用和系統(tǒng)可靠的成熟網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)以電話撥號方式遠(yuǎn)程控制羽毛球館的燈光開啟和關(guān)閉，線路簡單可靠，操作方便。配合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)使用效果更佳。