電話撥號遠程燈光控制系統(tǒng)

郭德賢

（廈門市體育中心，福建廈門，361012）

0 引言

對于運動場館，如羽毛球館或乒乓球館，內設運動場地較多，需根據(jù)實際訂場情況進行燈光控制。現(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。有的燈光控制箱遠離服務臺，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)絡攝像機實時觀察運動場地及燈光，效果更佳。

1 系統(tǒng)設計

羽毛球館場地燈光分布平面圖圖1 所示，分南館和北館、24 片場地、28 路燈光。

圖1 場地燈光分布平面圖

羽毛球場燈光分布特點：為防眩光，羽毛球場燈帶需設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、雙音多頻解碼、單片機、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。當系統(tǒng)接收到電話鈴聲后，由單片機控制模擬提機，提機后可接收雙音頻指令，指令經DTMF 解碼電路解碼后送單片機分析，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。當15 秒內未收到雙音頻信號，系統(tǒng)自動掛機。

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)使能設置：分使能開啟和使能關閉，使能開啟后，系統(tǒng)接受指令控制；使能關閉后，系統(tǒng)不接受指令控制。類似于系統(tǒng)密碼，需要時設置，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＊號鍵結束。如：4321＊（使能開啟），4320＊（使能關閉）。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00；只開一組其余關閉01，用于打掃衛(wèi)生或只需低照度時使用；24 片場地的開關：19 表示開；09 表示關。

3 系統(tǒng)操作

使用固定電話或手機撥通控制系統(tǒng)電話號碼，對方自動摘機，輸入4 位指令代碼，再按“＊”或“#”號鍵結束。按“＊”號鍵結束，設置系統(tǒng)使能；按“#”號鍵結束，控制燈光的開啟和關閉。當輸入錯誤指令時，可繼續(xù)輸入4 位正確指令，因為只有按結束鍵（＊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，當操作完成后可直接掛機，15 秒未輸入指令，系統(tǒng)也會自動掛機。

4 電路圖設計

■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 內部也是整流發(fā)光二極管。當振鈴信號到來時，Ring 點被拉低，Ring接單片機P3.2 外中斷INT0 腳，此管腳被拉入低電平，通知單片機有振鈴信號，進入外中斷0 處理程序。此時單片機P0.5 管腳輸出低電平，Q3 導通，繼電器K1 吸合，把150 歐姆電阻R8 經小型音頻變壓器T1 并入電話線路中，線路電壓被拉低，模擬摘機。此時，可接收控制指令。當單片機15 秒內未接收到指令，P0.5 管腳輸出高電平，繼電器K1 釋放，模擬掛機。

■4.3 雙音多頻DTMF 解碼電路

當模擬摘機后，雙音多頻指令通過小型音頻變壓器T1 耦合，經C2、R5 輸入至解碼芯片U2，解碼后指令從Q1-Q4 輸出，送入單片機的P0.0-P0.3 腳，由單片機分析相應指令并進行相應操作。

■4.4 主控單片機

主控單片機U3 選用宏晶1 時鐘、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。35 個IO 腳正好用完。因晶振選用6MHZ，9 腳復位腳用1k 電阻接地即可。

■4.5 輸出驅動電路

主控單片機28 個IO 腳輸出控制28 路燈光回路的開啟和關閉。因單片機復位后IO 輸出高電平，所以，高電平表示關閉燈光，低電平表示開啟燈光。輸出經74LS04 反相器，送至驅動芯片ULN2003 進行輸出繼電器驅動。一片74LS04 有6 路反相器，所以使用5 片74LS04 芯片；一片ULN2003 有7 路開漏驅動輸出，所以使用4 片ULN2003芯片，驅動12V 繼電器線圈。圖3 畫出第3 回路驅動電路，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置駐極話筒進行拾音，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 信號進行前置放大，再經Q1 放大，T1 耦合至電話線路中。

5 單片機程序流程圖

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 口輸入輸出設置及初始化，外中斷0、定時器0 設置等。

定時器0 中斷子程序流程圖：每中斷一次對15 秒累加器進行增量。

外中斷0 子程序流程圖：當收到振鈴聲后進入外中斷0子程序，是系統(tǒng)主要功能處理程序。可設置系統(tǒng)使能，操作燈光，提掛機等。

6 總結

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