专利名称：利用电话线路传输信号的多功能报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子信息应用技术领域，特别涉及利用现有的电话线路，采用数字处理技术和载波技术进行多功能的报警技术。
本实用新型设计的一种利用电话线路传输信号的多功能报警器，其特征在于，包括多路报警器前端和一个总控端，该各路报警器前端通过信号传输电路与总控端相连，该各路报警器前端由电源电路，信号发生电路和与其相连的语音分离器构成，该总控端由电源电路、差分放大电路、电子模拟开关、信号放大整形电路、微控制器、报警驱动电路和声光报警装置组成。其中，该差分放大电路的输出端通过电子模拟开关与信号放大整形电路的输入端相连，该信号放大整形电路的输出连接到微控制器的输入端，该报警驱动电路分别与微控制器的输出端和声光报警装置的输入端相连。
本实用新型的技术特点是利用已有电话线路工作，无须另外布线，安装运行成本低，工作可靠；前端报警器直接从电话线路上获取电源，无须专用电源，安装简便；通过数字信号处理和载波传输方式，使得报警装置与电话机独立工作，无论报警装置处于何种工作状态，均不会影响电话机的正常使用；通过两种工作频率持续不断的发送和接收，不仅能够完成报警功能，同时也可以自动检测电话线路是否畅通，在发生断线故障时即时给出告警信号。报警器前端的工作电源直接从电话线上获取，这样，可以解决因停电造成的报警装置无法使用的问题，也可以简化电路的设计和方便设备的安装。
图1为本实用新型的报警器总控端实施例电路图。
图2为本实用新型的报警器前端实施例电路图。
图3为本实用新型的实施例的实现原理示意图。
本实施例的总控端组成结构如图1所示，由电源电路，差分放大电路、电子模拟开关、信号放大整形电路、微控制器、报警驱动电路和声光报警装置组成，其中，电源电路由两组不同输出电压的变压器、整流桥和稳压器组成，一个变压器的输出是9V，另外一个变压器的输出是12V，输出电压经过整流桥以后，利用7800、7900系列的集成稳压器转换成稳定的直流工作电压供后续电路使用；差分放大电路由运算放大器(RF305)、电阻和电容组成，该电路能够将80KHz工作信号放大9倍左右，能够将50KHz工作信号放大7倍，15KHz的信号只放大3倍，而对5KHz的信号基本不放大，对于更低频率的信号则抑制。这样就可以基本消除传输时叠加的低频干扰噪声，而将有用的高频信号进行正确的处理；电子模拟开关(TI74HC4051)控制从8路输入选择1路信号输出；信号放大整形电路由运算放大器(RF305)、电阻和电容组成的二级放大器和复位器(IMP706)构成；微控制器由ATMEL公司的AT89C51芯片及存储在其中的判断程序构成；报警驱动电路由达林顿管(如ULN2003)和继电器(如JQC-5F)构成；声光报警装置由红、黄两种指示灯和喇叭构成。
本实施例的前端组成结构如图2所示，由电源电路，信号发生电路和与其相连的语音分离器构成，其中，电源电路由DC-DC变换芯片ADP1073，加上简单的电路桥，将线路上变化的直流电压转换成固定的直流电压供后续电路工作；信号发生电路由专用芯片MC14069及其简单的外围电路构成，通过改变电阻R和电容C的值改变工作频率来产生正常工作时的频率信号(如50KHz)，报警时的频率信号(如80KHz)；语音分离器(图中未示出)采用ADSL语音分离器(如科络捷公司生产的CLSP-008A)。
本实施例实现的基本原理结合图3详细说明如下在一个监测点的电话机11-18端并接一个报警器前端21-28，报警器前端发出的高频工作信号通过ADSL语音分离器耦合到电话线路31-38上传输。由于报警器的工作信号频率与语音信号频率偏离很远，不会影响电话机正常工作，也不会对通话质量造成影响。设置在值班室的报警器总控端4，将通过电话线路传送过来的工作信号利用ADSL语音分离器分离出来而不会对交换机5产生任何影响，差分放大电路对高频信号进行放大和滤波，然后通过电子模拟开关循环选择一路信号输出到信号放大整形电路进行二级放大和整形，然后交由微控制器通过程序监测信号的频率，根据频率判断报警器的工作状态，判断结果通过报警驱动电路和声光报警装置进行报警。值班人员通过报警器面板上的指示灯的颜色和喇叭的声音就可以了解到有无报警以及电话线路是否畅通。
报警器前端的工作电源直接从电话线上获取，这样，可以解决因停电造成的报警装置无法使用的问题，也可以简化电路的设计。电话机工作时，程控交换机将提供一定幅值的直流电压，但电压会随着交换机和电话机工作状态不同而改变。例如交换机的工作电压有的为60伏，有的为48伏，有的为24伏；摘机以后线路电压迅速下降，振铃时线路上会叠加交流振铃信号。本实施例采用DC-DC变换芯片ADP1073，加上简单的外围电路，将线路上变化的直流电压转换成固定的直流电压供后续电路工作。
电话机的工作频率为300Hz到3400Hz，为了不影响其通话质量，信号发生电路的工作频率应当远离电话机工作频率。考虑到高频信号在电话线上传输时衰减很大；低频信号传输时线路上叠加的低频干扰又很难消除。综合考虑，本实施例设计正常工作时产生50KHz的频率信号，报警时产生80KHz的频率信号。高频信号由专用芯片MC14069加上简单的外围元件产生，通过改变R和C的值改变工作频率。当按下报警开关时，频率从正常状态的50KHz转换到报警状态的80KHz。为了减小整个电路的功率消耗，应该尽量增大R的值而减小C的值。高频信号经过ADSL语音分离器后直接利用电话线路传输。
本实施例设计的差分放大电路，能够将80KHz工作信号放大9倍左右，能够将50KHz工作信号放大7倍，15KHz的信号只放大3倍，而对5KHz的信号基本不放大，对于更低频率的信号则抑制。这样就可以基本消除传输时叠加的低频干扰噪声，而将有用的高频信号进行正确的处理。
微控制器中的判断程序可以很方便地识别信号的频率，从而判断出报警器前端的工作状态。其判断方法为首先将微控制器设置TMOD为#51H，微控制器的定时计数器T1设置为记数工作状态，T0设置为定时工作状态；然后设置TL0＝#58H，TH0＝#9EH，由于T0工作于定时状态，它是16位定时器，那么25ms后定时器T0溢出。当接到微控制器的15脚T1上的待测信号到达时，自动触发计数器T1开始对信号的脉冲计数，当T0溢出时停止记数；然后读出TH1和TL1的值(记做COUNT)，这个值表示在25ms的时间内信号脉冲的个数，把COUNT除以25然后乘以1K就得到信号的频率；最后将COUNT与程序中设定的正常工作频率对应的记数值LOW及报警频率对应的记数值NOR进行比较，如果这个值低于LOW就认为发生了断线故障报警器没有工作；如果记数值在LOW和NOR之间就认为这时报警器正常工作且没有报警；如果这个值大于NOR认为此时报警器有报警发生。
本实施例的每一路信号检测需要25ms时间，8路全部检测一次需要200ms，做15次检测总时间为3s。也就是说，为了准确的检测信号，从报警发生到显示出来，系统需要大约3s的时间。需要注意的是，每次报警之后，需要将报警状态一直保持才能始终接收到报警信息。
微控制器对报警器工作状态判断的结果从P0口和P2口输出，为了使这个电平与继电器的动作配合起来，采用达林顿管可以很方便的实现转换。达林顿管的输入可以直接与微控制器的P0口和P2口连接，当微控制器检测到某一路发生报警，那么P2口的对应P2.X(X的值为1-8)引脚跳变成高电平，经过达林顿管反向变成低电平，驱动继电器，红色报警指示灯41发光；当如果微控制器检测到某一路发生断线故障时，P0口的对应P0.X(X的值为1-8)引脚变成高电平，经过达林顿管反向变成低电平，驱动继电器，黄色报警指示灯42发光。
本实施例提供8路报警回路，也可以根据实际需要灵活扩充或者减少报警回路。8个红色报警指示灯和8个黄色断线指示灯分别显示每一路的工作状态，喇叭43发出洪量的警笛声显示报警。双套显示设备确保了任何一种显示设备发生故障时仍能醒目显示出相关信息，保证了装置的可靠性。
总控端4面板上还设置有电源工作指示灯44，关闭断线声音按钮45和关闭报警声音按钮46，其目的是当工作人员已经发现报警情况后，可以通过按下按钮46获47暂时关闭或者打开喇叭，控制其是否发音。
权利要求1.一种利用电话线路传输信号的多功能报警器，其特征在于，包括多路报警器前端和一个总控端，该各路报警器前端通过信号传输电路与总控端相连，该各路报警器前端由电源电路，信号发生电路和与其相连的语音分离器构成，该总控端由电源电路、差分放大电路、电子模拟开关、信号放大整形电路、微控制器、报警驱动电路和声光报警装置组成，其中，该差分放大电路的输出端通过电子模拟开关与信号放大整形电路的输入端相连，该信号放大整形电路的输出连接到微控制器的输入端，该报警驱动电路分别与为控制器的输出端和声光报警装置的输入端相连。
专利摘要本实用新型为利用电话线路传输信号的多功能报警器。属于电子信息应用技术领域。它包括报警器前端和总控端,报警器前端通过信号传输电路与总控端相连,该报警器前端由电源电路,信号发生电路和与其相连的语音分离器构成,该总控端由电源电路、差分放大电路、电子模拟开关、信号放大整形电路、微控制器、报警驱动电路和声光报警装置组成。本实用新型利用现有的电话线路,采用数字载波技术,通过电话线路传送工作信号,接收端通过指示灯和喇叭显示相应的报警信息。该装置与电话并行连接,但与电话机独立工作。无论报警装置处于何种工作状态,均不影响电话机的正常使用。它不仅能够进行报警,同时也可以自动检测电话线路的工作状态,保证电话畅通。
文档编号H04M11/04GK2512180SQ01266400
公开日2002年9月18日 申请日期2001年12月5日 优先权日2001年12月5日
发明者胥建民, 陈刚, 赵力捷, 王魁生, 范斌, 卢相毅, 雍蓉, 谭华 申请人:西安天泽软件股份有限公司, 中国人民解放军68090部队