Tài liệu Hệ thống báo trộm, báo cháy qua đường dây điện thoại (link full trang cuối)

Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tp.HCM ngày…... tháng…... năm 2009 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Hữu Phước SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang1 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Tp.HCM ngày….. tháng…... năm 2009 Giáo viên phản biện Nguyễn Phú Quới SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang2 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu Ngày nay, khi mà cả thế giới như đang nóng lên vì sự vận động, phát triển về mọi mặt như kinh tế, chính trị, khoa học kỹ thuật….v…v..Trong đó, những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến đã và đang làm cho thế giới ngày càng thay đổi, văn minh hơn và hiện đại hơn. Sự phát triển của Kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng lọat những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho họat động của con người đạt hiệu quả cao. Là một trong những sinh viên theo học ngành điện tử, bản thân cũng có những mong ước được góp một phần công sức cho xã hội bằng những việc làm có ý nghĩa thực tế. Từ những kiến thức đã được truyền đạt sau ba năm theo học tại trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, hoà mình vào xu hướng chung của thời đại, cùng sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, đề tài tốt nghiệp: “Hệ thống báo trộm, báo cháy qua đường dây điện thoại” ra đời. Đề tài là sự kết hợp giữa kiến thức và nhận thức công nghệ trong việc tạo ra một sản phẩm có giá trị thực tiễn nên có rất nhiều yêu cầu được đặt ra cho sự hoàn thiện. Trong suốt thời gian thực hiện đề tài là một quá trình làm việc nghiêm túc và nỗ lực của bản thân người thực hiện, cùng sự chỉ dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn; song chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót. Người thực hiện đề tài rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu cùng những phê bình, chỉ dẫn của Thầy Cô và các bạn sinh viên. SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang3 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu Sau ba năm học tại trường, giờ đây cuốn đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành tốt đẹp theo đúng thời gian quy định. Việc đạt được kết quả như trên không chỉ là sự nỗ lực của bản thân mà còn có sự quan tâm, động viên, giúp đỡ từ gia đình, bạn bè cùng sự chỉ dạy tận tình của giáo viên hướng dẫn, của quý thầy cô trong trường. Nhóm thực hiện đề tài xin gởi lời biết ơn chân thành đến những người thân, đến quý Thầy Cô trong khoa Điện Tử- Tin Học, đặc biệt là giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Hữu Phước, người đã dìu dắt trong suốt quá trình làm đồ án. Xin cám ơn các bạn sinh viên trong khoa đã giúp đỡ tôi rất nhiều mặt như: phương tiện, sách vở, ý kiến …… SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang4 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu MỤC LỤC  ----- oOo ----TRANG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN---------------------------------------------1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN-----------------------------------------------2 LỜI MỞ ĐẦU-------------------------------------------------------------------------------------3 LỜI CẢM ƠN-------------------------------------------------------------------------------------4 Chương 1: DẪN NHẬP-------------------------------------------------------------------------8 1.1 Đặt vấn đề-------------------------------------------------------------------------------------8 1.2 Tầm quan trọng của đề tài------------------------------------------------------------------8 1.3 Giới hạn đề tài--------------------------------------------------------------------------------8 1.4 Mục đích nghiên cứu------------------------------------------------------------------------9 Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN-----------------------------------------------------------------10 2.1 Đối tượng nghiên cứu----------------------------------------------------------------------10 2.2 Dàn ý, phương tiện và phương án thực hiện--------------------------------------------10 2.2.1 Dàn ý---------------------------------------------------------------------------------------10 2.2.2 Phương tiện và phương án thực hiện--------------------------------------------------10 2.3 Lập kế hoạch nghiên cứu------------------------------------------------------------------11 Chương 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI--------------------12 3.1 Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại---------------------------------------------12 3.1.1 Định nghĩa về tổng đài-------------------------------------------------------------------12 3.1.2 Chức năng của tổng đài------------------------------------------------------------------12 3.1.3 Phân loại tổng đài------------------------------------------------------------------------12 3.1.4 Các loại tổng đài điện tử hiện có-------------------------------------------------------13 3.1.5 Các âm hiệu-------------------------------------------------------------------------------14 3.1.6 Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử-------------------------------------16 3.1.7 Trung kế-----------------------------------------------------------------------------------16 3.2 Tổng quan về máy điện thoại-------------------------------------------------------------16 3.2.1 Giới thiệu----------------------------------------------------------------------------------16 3.2.2 Chức năng của máy điện thoại----------------------------------------------------------17 3.2.3 Các thông số liên quan-------------------------------------------------------------------17 3.2.4 Nguyên lý thông tin điện thoại---------------------------------------------------------18 3.2.5 Quany số-----------------------------------------------------------------------------------18 3.2.6 Kết nối thuê bao--------------------------------------------------------------------------19 3.3 Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại-----------------------------19 3.3.1 Nguyên tắt hoạt động--------------------------------------------------------------------19 3.3.2 Quy trình vận hành của hệ mạch điện thoại dể bàn----------------------------------20 3.4 Lý thuyết về mạch khuếch đại------------------------------------------------------------21 3.4.1 Mạch khuếch đại không đảo------------------------------------------------------------22 3.4.2 Mạch khuếch đại đảo--------------------------------------------------------------------23 3.4.3 Mạch khuếch đại đệm--------------------------------------------------------------------23 Chương 4: GIỚI THIỆU CÁC IC CÓ LIÊN QUAN--------------------------------------24 4.1 Vi điều khiên 89S52------------------------------------------------------------------------24 4.1.1 Giới thiệu cấu trúc phần cứng IC AT89S52------------------------------------------24 SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang5 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu 4.1.2 Sơ lượt về các chân của AT89S52-----------------------------------------------------24 4.1.3 Chức năng các chân của AT89S52----------------------------------------------------25 4.1.4 Tổ chức bộ nhớ---------------------------------------------------------------------------26 4.1.5 Các thanh ghi------------------------------------------------------------------------------27 4.1.6 Liên hệ các họ vi điều khiển------------------------------------------------------------28 4.2 IC thu phát DTMF--------------------------------------------------------------------------28 4.2.1 Sơ đồ chân---------------------------------------------------------------------------------29 4.2.2 Mô tả chứ năng---------------------------------------------------------------------------30 4.2.3 Cấu hình ngõ vào-------------------------------------------------------------------------30 4.2.4 Bộ thu--------------------------------------------------------------------------------------30 4.2.5 Mạch STEERING------------------------------------------------------------------------31 4.2.6 Bộ lọc thoại--------------------------------------------------------------------------------31 4.2.7 Bộ phát DTMF----------------------------------------------------------------------------32 4.2.8 Burst Mode--------------------------------------------------------------------------------32 4.2.9 Tạo tone đơn------------------------------------------------------------------------------32 4.2.10 Mạch clock DTMF---------------------------------------------------------------------32 4.2.11 Bộ giao tiếp với vi xử lý---------------------------------------------------------------33 4.3 IC ADC0809--------------------------------------------------------------------------------35 4.3.1 Sơ đồ khối---------------------------------------------------------------------------------35 4.3.2 Sơ đồ chân---------------------------------------------------------------------------------35 4.3.3 Các đặc điểm của ICADC0809---------------------------------------------------------36 4.3.4 Các tính năng------------------------------------------------------------------------------36 4.4 IC TL082-------------------------------------------------------------------------------------36 4.4.1 Sơ đồ chân---------------------------------------------------------------------------------37 4.4.2 Chức năng các chân----------------------------------------------------------------------37 4.4.3 Các thông số-------------------------------------------------------------------------------37 4.5 IC ISD2560----------------------------------------------------------------------------------38 4.5.1 Sơ đồ khối---------------------------------------------------------------------------------38 4.5.2 Sơ đồ chân---------------------------------------------------------------------------------38 4.5.3 Chức năng các chân----------------------------------------------------------------------38 4.5.4 Các tính năng cơ bản---------------------------------------------------------------------39 4.6 IC 7805---------------------------------------------------------------------------------------39 4.7 IC 7414---------------------------------------------------------------------------------------40 4.7.1 Sơ đồ chân và biểu đồ logic-------------------------------------------------------------40 4.7.2 Sơ đồ khối---------------------------------------------------------------------------------41 4.8 IC 741----------------------------------------------------------------------------------------41 4.8.1 Sơ đồ chân---------------------------------------------------------------------------------41 4.8.2 Sơ đồ khối---------------------------------------------------------------------------------41 Chương 5: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG------------------------------------------------------42 5.1 Sơ đồ hệ thống------------------------------------------------------------------------------42 5.2 Chức năng của từng khối------------------------------------------------------------------42 Chương 6: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG-------------------------------------------------------43 6.1 Khối xử lý trung tâm-----------------------------------------------------------------------43 6.2 Khối phát DTMF---------------------------------------------------------------------------44 6.3 Khối phát thong báo------------------------------------------------------------------------45 6.4 Khối kết nối thuê bao----------------------------------------------------------------------46 SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang6 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu 6.4.1 Sơ đồ nguyên lý---------------------------------------------------------------------------46 6.4.2 Nguyên lý hoạt động---------------------------------------------------------------------46 6.4.3 Thiết kế mạch tạo tải giả----------------------------------------------------------------46 6.4.4 Mạch chống quá áp-----------------------------------------------------------------------47 6.4.4.1 Sơ đồ nguyên lý------------------------------------------------------------------------47 6.4.4.2 Thiết kế và tính toán-------------------------------------------------------------------47 6.5 Khối mạch khuếch đại tone ra------------------------------------------------------------48 6.5.1 Sơ đồ nguyên lý---------------------------------------------------------------------------48 6.5.2 Nguyên lý hoạt động---------------------------------------------------------------------48 6.6 Khối nguồn----------------------------------------------------------------------------------48 6.7 Khối cảm biến hồng ngoại-----------------------------------------------------------------49 6.7.1 Nguyên lý hoạt động---------------------------------------------------------------------49 6.7.2 Sơ đồ mạch--------------------------------------------------------------------------------49 6.8 Khối relay------------------------------------------------------------------------------------49 6.8.1 Sơ đồ mạch--------------------------------------------------------------------------------49 6.8.2 Nguyên lý hoạt động---------------------------------------------------------------------49 6.9 Khối cảm biến nhiệt độ--------------------------------------------------------------------50 6.9.1 Sơ đồ mạch--------------------------------------------------------------------------------50 6.9.2 Nguyên lý hoạt động---------------------------------------------------------------------50 6.10 Khối cảm biến nhấc máy-----------------------------------------------------------------50 6.10.1 Sơ đồ mạch------------------------------------------------------------------------------50 6.10.2 Nguyên lý hoạt động-------------------------------------------------------------------50 6.10.3 Tính toán thông số----------------------------------------------------------------------51 SƠ ĐỒ MẠCH Chương 7: THIẾT KẾ PHẦN MỀM---------------------------------------------------------51 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH-------------------------------------------------------------53 Chương 8: TÓM TẮT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI----------------------------60 8.1 Tóm tắt đề tài--------------------------------------------------------------------------------60 8.2 Hướng phát triển đề tài---------------------------------------------------------------------60 TÀI LIỆU THAM KHẢO---------------------------------------------------------------------61 SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang7 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu Chương 1: DẪN NHẬP 1.1 Đặt vấn đề: Như chúng ta đã thấy, trong thực tế hiện nay kỹ thuật Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực trong các ngành hàng không vũ trụ, thông tin liên lạc, tự động điều khiển...đặc biệt trong các thiết bị điện tử tự động đòi hỏi sự chính xác cao đã hỗ trợ con người rất nhiều trong cuộc sống. Những thành tựu khoa học kỹ thuật đã mang đến cho con người một cuộc sống tiện nghi văn minh và hiện đại. Một trong những ứng dụng rất quan trọng của công nghệ điện tử là kỹ thuật báo động điện tử. Các thiết bị báo động điện tử như: hệ thống báo cháy, hệ thống báo nước đầy, hệ thống báo quá tải trong thang máy, hệ thống báo trộm bằng chuông. …Các thiết bị này đã góp phần rất lớn trong việc bảo vệ an toàn cho các dụng cụ và tài sản của người sử dụng. Nhưng một khuyết điểm nỗi bật trong các phương pháp báo động nói trên là không thể truyền xa được. Xuất phát từ những nhu cầu thực tế trong cuộc sống đi cùng với cơ sở vật chất hiện có, một phương pháp báo động từ xa ra đời có thể khắc phục được khuyết điểm về khoảng cách và thể hiện được vai trò này chính là phương pháp báo động từ xa qua mạng điện thoại. Phương pháp này giúp người sử dụng hệ thống có thể linh hoạt hơn trong việc kiểm tra cũng như có những phương pháp giải quyết hợp lý từ một khoảng cách không giới hạn tuỳ thuộc vào khả năng phủ kín của mạng lưới điện thoại có sẵn. Từ những ý tưởng trên và nhìn thấy được nhu cầu thực tế, nhóm thực hiện đề tài đã mạnh dạn thực thi ý tưởng thiết kế và thi công “hệ thống báo trộm, báo cháy từ xa qua mạng điện thoại”. 1.2 Tầm quan trọng của đề tài: Hình thành ý tưởng từ nhu cầu thực tế xã hội, nhưng để tạo ra được một sản phẩm có giá trị ứng dụng cao thì đây chính là một điều kiện tốt nhất để người thực hiện đề tài có thể tự kiểm chứng lại năng lực của mình trong suốt 6 học kì tích luỹ từ sự tự lực của bản thân và từ trường lớp. Đòi hỏi người thực hiện đề tài phải nỗ lực trong vấn đề hệ thống hoá lại toàn bộ các kiến thức liên quan và ứng dụng nó một cách hiệu quả trong khi thực hiện đề tài. Đề tài “ Hệ thống báo trộm, báo cháy từ xa qua đường dây điện thoại” hoàn thành sẽ góp phần vào việc ổn định an ninh xã hội, giảm thiểu thời gian và chi phí cho việc bảo vệ các tài sản cá nhân, tập thể, các cơ quan, xí nghiệp…. Đồng thời đây là một giải pháp phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại ngày nay, khi mà một người từ một vị trí bất kì nơi đâu đều có thể gián tiếp bảo vệ tài sản của mình thông qua mạng điện thoại. 1.3 Giới hạn đề tài: Trong giới hạn thời gian cho phép để hoàn thành đề tài này kết hợp với những kiến thức tích luỹ được trong suốt khoá học không cho phép người thực hiện đề tài SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang8 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu thực hiện được hoàn chỉnh toàn bộ các yêu cầu tạo ra một sản phẩm ưu việt. Do đó người thực hiện đề tài chỉ tập trung đi sâu nghiên cứu về : Dùng vi điều khiển 89C51 để điều khiển quá trình phát Dùng MT8888 chuyên dụng thu phát DTMF giao tiếp với vi điều khiển Dùng ISD2560 phát tín hiệu báo trộm lên Line điện thoại  Dùng ADC0809 nhận và xử lý tín hiệu tứ cảm biến nhiệt LM35 Dùng cảm biến hồng ngoại để cảm biến có trộm đưa vào vi xử lí điều khiển Do điều kiện về vật chất , trình độ và thời gian còn thiếu nhiều nên đề tài vẫn còn tồn tại một số vấn đề chưa giải quyết được, đó là: Trong quá trình thi công khó khăn trong việc thuê Line điện thoại của bưu điện để thử nghiệm nên người thực hiện đề tài đã sử dụng tổng đài nội bộ 3 số có sẵn để thực hiện đề tài này. Do có vài sự khác biệt giữa tổng đài nội bộ với tổng đài bưu điện, nên nếu ứng dụng hệ thống này sử dụng ở tổng đài bưu điện sẽ phải thay đổi một số thông số về linh kiện cũng như phần mềm điều khiển. Khi sử dụng hệ thống chỉ có một chiều phát tín hiệu báo trộm, báo cháy mà chưa có thể điều khiển ngược lại các thiết bị. Và một phần cũng hết sức quan trong để hoàn thiện đề tài này đó là: bàn phím nhập số tự động từ bên ngoài để thay đổi số điện thoại mà không cần phải thay đổi chương trình. 1.4 Mục đích nghiên cứu: Mục đích của người thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là: Trước tiên với bản thân người thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vấn đề mình chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Sau khi tạo ra được sản phẩm của đề tài có thể ứng dụng báo động cho những nơi như: hệ thống các phòng ban trong cơ quan xí nghiệp, các khách sạn, nhà nghỉ, hoặc các hộ gia đình có nhu cầu sử dụng… SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang9 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu Chương 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN 2.1 Đối tượng nghiên cứu: Đề tài hướng tới một phương thức báo động từ xa có sự kết hợp của nhiều lĩnh vực liên quan như: tổng đài điện thoại, vi mạch điện tử …Do đó, để tạo ra được một sản phẩm hoàn thiện theo mục đích đặt ra của đề tài thì người thực hiện cần phải tập trung nghiên cứu chủ yếu đến đối tượng: Vi mạch điện tư: là một đối tượng giữ vai trò trung tâm trong việc liên kết và xử lý tín hiệu từ các đối tượng khác. Trong đề tài có 1 board mạch chính là: mạch giao tiếp giữa tín hiệu đầu vào với đường dây điện thoại. Board này được thiết kế và thi công từ các linh kiện điện tử đã có sẵn ngoài thị trường như: điện trở, tụ điện, các IC số,…v…v… với sự điều khiển trung tâm của IC vi điều khiển lập trình AT89C51. Board này khi nhận tín hiệu báo trộm từ 2 led hồng ngoại sẽ điều khiển quá trình phát DTMF. Khi nhận được tín hiệu đảo cực (tức có trạng thái nhấc máy) của thuê bao nhận, vi xử lí sẽ điều khiển phát câu thông báo báo trộm được ghi sẵn trong ISD2560 Tổng đài điện thoại giữ vai trò quyết định đường truyền tín hiệu, mọi tín hiệu sẽ được truyền trên đường dây điện thoại theo phương thức truyền quy ước của tổng đài và sự cho phép của tổng đài. Do điều kiện thực tế khó khăn trong việc thuê tổng đài bưu điện khi thi công, người thực hiện đã chọn tổng đài nội bộ để đáp ứng cho việc truyền các tín hiệu điều khiển này. 2.2 Dàn ý, phương tiện và phương án thực hiện 2.2.1 Dàn ý : Từ những lập luận trên, nhóm thực hiện tiến hành xây dựng đồ án với những nội dung dàn ý như sau:  Phần viết báo cáo gồm các nội dung chính:  Mô hình, sơ đồ khối và phương án thiết kế.  Lý thuyết thiết kế.  Thiết kế phần cứng.  Thiết kế phần mềm.  Tóm tắt – Kết luận – Đề nghị và hướng phát triển đề tài.  Tài liệu tham khảo – Phụ lục (lưu đồ và chương trình phần mềm).  Phần thi công mô hình và mạch điện gồm:  Thi công tất cả các mạch điện trong đồ án. 2.2.2 Phương tiện và phương án thực hiện: Nhóm thực hiện xây dựng phương án tiến hành công việc dựa trên những phương tiện vật chất sẵn có (máy vi tính, các dụng cụ làm mạch điện) như sau:  Giai đoạn 1: Tìm hiểu về các hệ thống báo trộm, báo cháy đưa ra mô hình dự kiến về thiết bị báo trộm qua đường dây điện thoại, từ đó lựa chọn ra kiểu mẫu phù hợp nhất với khả năng để thực hiện. Sau đó, trình lên giáo viên hướng dẫn duyệt.  Giai đoạn 2: Sau khi đưa ra được mô hình dự kiến, được giáo viên hướng dẫn đồng ý, nhóm tiến hành thực hiện từng phần của mô hình đó là : 1. Thiết kế, thi công mạch điện. 2. Viết chương trình và cho chạy thử nghiệm.  Giai đoạn 3: SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang10 Đồ án tốt nghiệp Phước GVHD : Nguyễn Hữu Thử nghiệm lại chương trình và viết báo cáo.  Giai đoạn 4: Kiểm tra lại toàn bộ những gì đã làm được và báo cáo với thầy hướng dẫn về những kết quả của đề tài. 2.3. Lập kế hoạch nghiên cứu: Ngày nhận đề tài: 22/05/2009. Ngày nộp đề tài: 17/07/2009. Để hoàn thành đề tài đúng tiến độ, người thực hiện đề tài định sẵn kế hoạch thực hiện theo từng giai đoạn trong toàn quỹ thời gian như sau:  Tham khảo tài liệu: từ 22/05/2009 đến 02/06/2009.  Thi công phần cứng: từ 03/06/2009 đến 17/06/2009.  Thi công phần mềm: từ 18/06/2009 đến 25/06/2009.  Chạy thử nghiêm và khắc phục sai xót: từ 26/06/2009 đến 02/07/2009.  Làm báo cáo lý thuyết: từ 03/07/2009 đến 17/07/2009. SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang11 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Chương 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG ĐIỆN THOẠI 3.1. Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại: 3.1.1. Định nghĩa về tổng đài: Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuôc liên lạc từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (Called Side). Hay nói cách khác: tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết nối các cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tùy thuộc vào từng loại tổng đài, từng khu vực. 3.1.2. Chức năng của tổng đài: Tổng đài điện thoại có các chức năng sau: Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi. Thông báo cho thuê bao biết minh sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của thuê bao. Nhận dạng thuê bao gọi: xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó được nối với mạch điều khiển. Tiếp nhận số được quay: khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt đầu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi. Kết nối cuộc gọi: khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định, tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt thì một đường gọi nội hạt được sử dụng. Chuyển mạch thông tin điều khiển: khi được nối với tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi vối nhau các thông tin cần thiết như số thuê bao bị gọi. Kết nối trung chuyển: trong trường hợp tổng đài được nối đến tổng đài trung chuyển, trên dây được nhấc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như số thuê bao bị gọi được truyền đi. Kết nối trạm cuối: khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số thuê bao bị gọi được truyển đi, bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái bận thì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để kết nối các cuộc gọi. Truyền tín hiệu chuông: để kết nối cuộc gọi, tín hiệu chuông được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận. Tính cước: tổng đài chủ gọi xác định câu trả lới của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách gọi và theo thời gian gọi. Truyền tín hiệu báo bận: khi tất cả các đường trung kế đều đã bị chiếm theo các bước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao chụ gọi. Hồi phục hệ thống: trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau đó tất cả các đường nối đều được giải phóng. Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển. 3.1.3. Phân loại tổng đài: Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày nay phù hợp với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng đài bao gồm các loại tổng đài sau:  Tổng đài công nhân: SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang12 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.  Tổng đài cơ điện: Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ thống mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản: chuyển mạch từng nấc và chuyển mạch ngang dọc.  Tổng đài điện tử: Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũng không thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói được. Ngược lại, tổng đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng lời nói. Do đó, cần qui định một số thiết bị cũng như các tín hiệu để người sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với nhau. * Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử Tổng đài điện tử có những phương thức chuyển mạch sau : • Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian (SDM :Space Devision Multiplexer) • Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM :Timing Devision Multiplexer) : có hai loại. - Phương thức ghép kênh tương tự theo thời gian (Analog TDM) gồmcó: + Ghép kênh bằng phương thức truyền đạt cộng hưởng. + Ghép kênh PAM (PAM : Pulse Amplitude Modulation). Trong kỹ thuật ghép kênh PCM người ta lại chia 2 loại : điều chế Delta và điều chế PCM. Ngoài ra, đối với tổng đài có dung lượng lớn và rất lớn (dung lượng lên đến cỡ vài chục ngàn số) người ta phối hợp cả hai phương thức chuyển mạch SDM và TDM thành T – S – T, T – S, S – T – S …. Ưu điểm của phương thức kết hợp này là tận dụng tối đa số link trống và giảm bớt số link trông không cần thiết, làm cho kết cấu của toàn tổng đài trở nên đơn giản hơn. bởi vì, phương thức ghép kênh TDM luôn luôn tạo ra khả năng toàn thông, mà thông thường đối với tổng đài có dung lượng lớn, việc dư link là không cần thiết. Người ta đã tính ra thông thường chỉ có tối đa 10% các thuê bao có yêu cầu cùng 1 lúc, nên số link trống chỉ cần đạt 10% tổng số thuê bao là đủ. • Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM :Frequence Devision Multiplexer). 3.1.4 Các loại tổng đài điện tử hiện có Cùng với sự phát triễn của linh kiện bán dẫn, các thiết bị ngày càng trở nên thông minh hơn, giá thành ngày càng giảm. Nó lần lượt thay thế phần cơ khí còn lại của tổng đài cơ điện. Việc thay thế này làm cho tổng đài gọn nhẹ rất nhiều, thời gian kết nối thông thoại nhanh hơn, năng lượng tiêu tán ít hơn. Dung lượng tổng đài tăng lên đáng kể. Công tác sửa chữa bảo trì, phát hiện hư hỏng cũng dễ dàng hơn. Chính vì vậy tổng đài điện tử hiện nay đã hầu như thay thế hoàn toàn tổng đài nhân công và tổng đài cơ điện trên thế giới. Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam có 5 loại tổng đài sau : - Tổng đài cơ quan PABX: được sử dụng trong các cơ quan, khách sạn và thường sử dụng trung kế CO-Line(central office). SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang13 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện - Tổng đài nông thôn (Rural Exchange): được sử dụng ở các xã, khu dân cư đông, chợ và có thể sử dụng tất cả các loại trung kế. - Tổng đài nội hạt LE (Local Exchange): được đặt ở trung tâm huyện tỉnh và sử dụng tất cả các loại trung kế. - Tổng đài đường dài TE (Toll Exchange): dùng để kết nối các tỗng đài nội hạt ở các tỉnh với nhau, chuyển mạch các cuộc gọi đường dài trong nước. - Tổng đài cửa ngõ quốc tế (Gateway Exchange): tổng đài này dùng để chọn hướng và chuyển mạch các cuộc gọi vào mạng quốc tế để nối các quốc gia với nhau, có thể chuyển tải cuộc gọi quá giang. 3.1.5. Các âm hiệu: Đường dây điện thoại 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. Điện áp cung cấp thường là 48VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC hoặc cao đến 105 VDC tùy thuộc vào tổng đài. Ngoài ra, để hoạt động giao tiếp được dễ dàng, tổng đài gửi một số tín hiệu đặc biệt đến điện thoại như tín hiệu chuông, tín hiệu báo bận v.v... Để tìm hiểu về các tín hiệu điện thoại và ứng dụng của nó, nhóm thực hiện khảo sát một số tín hiệu sau: Tín hiệu chuông (Ring Signal) Hình 3 -1: Dạng sóng tín hiệu chuông Khi một thuê bao bị gọi thì tổng đài sẽ gửi tín hiệu chuông đến để báo cho thuê bao đó biết có người được gọi. Tín hiệu chuông là tín hiệu xoay chiều AC thường có tần số 25Hz tuy nhiên nó có thể cao hơn đến 60Hz hoặc thấp hơn đến 16Hz. Biên độ của tín hiệu chuông cũng thay đổi từ 40 VRMS đến 130 VRMS thường là 90 VRMS. Tín hiệu chuông được gửi đến theo dạng xung ngắt quãng tùy thuộc vào từng loại tổng đài thường là 2 giây có và 4 giây không (như hình vẽ trên). Hoặc có thể thay đổi thời gian tùy thuộc vào từng tổng đài. Tín hiệu mời quay số (Dial Tone) Đây là tín hiệu liên tục không phải là tín hiệu xung như các tín hiệu khác được sử dụng trong hệ thống điện thoại. Khi thuê bao nhấc tổ hợp để xuất phát cuộc gọi sẽ nghe âm hiệu mời quay số do tổng đài cấp cho thuê bao gọi, là tín hiệu hình sin có tần số liên tục. . Tín hiệu mời quay số là tín hiệu sin tần, được tạo ra bởi hai âm thanh (Tone) có tần số số 350Hz và 440Hz, biên độ 2VRMS trên nền DC. Tín hiệu này có dạng sóng sau: SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang14 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Hình 3 – 2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số Tính hiệu báo bận (Busy Tone): Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một trong hai tín hiệu: Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi. Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thực hiện cuộc gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi. Khi thuê bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thêu bao gọi cũng nghe được tín hiệu này. Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai âm có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không). Hình 3 – 3: Dạng sóng tín hiệu báo bận Hình 3 - 3: Dạng sóng tín hiệu bận Tín hiệu chuông hồi tiếp: Khi người gọi gọi đến một thuê bao nhưng không biết đã gọi được hay chưa thì thật là khó chịu . Người gọi không nghe một âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó trả lời. Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê bao bị gọi. Tín hiệu chuông hồi tiếp này do tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi, được tổng hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz. Tín hiệu này cũng có dạng xung như tín hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi, là tín hiệu hình sin có tần số khoảng 425 ± 25 Hz la hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịp chuông, biên độ 2VRMS trên nền DC 10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không. 10 Hình 3 – 4: Dạng sóng tín hiệu hồi tiếp Gọi sai số: SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang15 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Nếu người gọi gọi nhầm một số mà nó không tồn tại thì bạn sẽ nhận được tín hiệu xung có chu kỳ 1Hz và có tần số 200Hz–400Hz. Hoặc đối với các hệ thống điện thoại ngày nay bạn sẽ nhận được thông báo rằng bạn gọi sai số. Tín hiệu đảo cực: Hình 3 – 5: Dạng sóng tín hiệu đảo cực * Tín hiệu đảo cực chính là sự đảo cực tính của nguồn tại tổng đài, khi hai thuê bao bắt đầu cuộc đàm thoại, một tín hiệu đảo cực sẽ xuất hiện. Khi đó hệ thống tính cước của tổng đài sẽ bắt đầu thực hiện việc tính cước đàm thoại cho thuê bao gọi. Ở các trạm công cộng có trang bị máy tính cước, khi cơ quan bưu điện sẽ cung cấp một tín hiệu đảo cực cho trạm để thuận tiện cho việc tính cước. 3.1.6. Phương thức chuyển mạch của tổng đài điện tử: Tổng đài điện tử có 3 phương thức chuyển mạch sau: * Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch không gian (SDM : Space Devision Multiplexer) * Tổng đài điện tử dùng phương thức chuyển mạch thời gian (TDM : Timing Devision Multiplexer) : có hai loại. * Tổng đài điện tử dùng phương thức ghép kênh theo tần số (FDM: Frequence Devision Multiplexer). 3.1.7. Trung kế: Trung kế là đường dây liên lạc giữa hai tổng đài Hình 3 – 6: Trung kế Các loại trung kế: Trung kế CO-Line (Central Office Line): Hình 3 – 7: Trung kế CO - Line Kết nối hai dây cáp. Sử dụng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng đài mình. Có chức năng như máy điện thoại (nhận khung quay) Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear and Mouth Trunk): Hình 3 – 8: Trung kế hai chiều SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang16 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Kết nối dây trên bốn dây Cable. Hai dây để thu tín hiệu thoại. Một dây để thu tín hiệu trao đổi. Một dây để phát tín hiệu trao đổi. 3.2. Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại: 3.2.1. Giới thiệu: Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tại đơn vị thuê bao để 2 người ở xa liên lạc được với nhau. Hiện nay tuy có nhiều loại khác nhau nhưng nói chung máy điện thoại vẫn có 3 phần chính: Phần chuyển đổi mạch điện: * Phần này gồm hệ thống lá mía tiếp điểm và có các cơ điện phụ có nhiệm vụ đóng mở mạch điện khi có yêu cầu. Phần thu phát tín hiệu gọi: * Phần này gồm 2 phần chính: máy phát điện quay tay và chuông máy phát điện có nhiệm vụ phát tín hiệu gọi lên đường dây và chuông có nhiệm vụ biến dòng tín hiệu gọi thành tín hiệu gọi. Phần thu phát thoại : * Gồm ống nói và ống nghe, ống nói có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện và ống nghe ngược lại biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh. Cả 2 được lắp chung trong một bộ phận gọi là tổ hợp. * Bất cứ loại máy điện thoại nào về nguyên lý cũng phải thoã mãn các yêu cầu sau: Khi máy điện thoại không làm việc phải ở trạng thái sẵn sàng tiếp nhận cuộc gọi. Khi thu phát tín hiệu gọi bộ phận thu phát tín hiệu gọi phải tách rời đường dây điện thoại, lúc đó trên đường dây chỉ còn tín hiệu gọi. Khi thu phát tín hiệu đàm thoại bộ phận thu phát tín hiệu gọi lại tách ra khỏi đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại. 3.2.2. Chức năng của máy điện thoại: - Bất cứ máy điện thoại nào cũng phải hoàn thành các chức năng sau: - Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng hay chưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi. Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho người sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận. - Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài. Điều này được thực hiện bằng cách quay số hay nhấn phím. - Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu hồi âm chuông hay báo bận. - Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếng chuông. - Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển đổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói. - Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhấc máy. - Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số. - Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh nghe, nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây. Ngoài chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau: - Gọi bằng số rút gọn. - Nhớ số thuê bao đặc biệt. SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang17 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện - Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta có thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện thoại. Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát đi, hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng tự động phát đi, khi thuê bao rảnh thì máy tự động reo chuông từ hai phía. Tổng đài được nối với các thuê bao qua 2 đường truyền TIP và RING. Thông qua 2 đường dây này thông tin từ tổng đài qua các thuê bao được cấp bằng nguồn dòng từ 25 mA đến 40 mA đến cho máy điện thoại. 3.2.3. Các thông số liên quan: Tổng trở DC khi gác máy lớn hơn từ 20 KΩ. Tổng trở AC khi gác máy từ 4KΩ đến 10KΩ. Tổng trở DC khi nhấc máy khoảng 300Ω. Tổng trở AC khi nhấc máy khoảng 600Ω. Các thông số giới hạn của mạch thuê bao cơ bản. Bảng 3 - 1 : Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại Thông số Các giá trị mẫu Giá trị sử dụng Dòng điện làm việc 20 – 80 mA 20 – 120 mA Nguồn tổng đài 48 – 60 V 47 – 109 V Điện trở vòng 0 – 1300 Ω 0 – 1600 Ω Suy hao 8 dB 17 dB Méo dạng Tổng cộng 50dB Dòng chuông 90 VRMS / 20 Hz 75 – 90 VRMS / 16 – 25 Hz Thanh áp ống nối 70 – 90 dB < 15 dB Nguồn dòng điện thoại 25 – 40 mA 35 mA Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng cách sử dụng nguồn một chiều 48VDC. Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch. Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài nhận biết trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây. Sau đó, tổng đài cấp tín hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao. Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi, dòng chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung có tần số f = 25Hz, có áp từ 75VRMS đến 110VRMS. 3.2.4. Nguyên lý thông tin điện thoại: Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác, bằng dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng thông tin điện thoại. Khi ta nói trước ống nói của máy điện thoại, dao động âm thanh của tiếng nói sẽ tác động vào màng rung của ống nói làm cho ống nói thay đổi, xuất hiện dòng điện biến đổi tương ứng trong mạch. Dòng điện biến đổi này được truyền qua đường dây tới ống nghe của máy đối phương, làm cho màng rung của ống nghe dao động, lớp không khí trước màng rung dao động theo, phát ra âm thanh tác động đến tai người nghe và quá trình truyền dẫn ngược lại cũng tương tự. 3.2.5 Quay số: Người gọi thông báo số mình muốn gọi cho tổng đài biết bằng cách gởi số máy điện thoại của mình muốn gọi đến cho tổng đài. Có hai cách gởi số đến tổng đài: SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang18 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện Quay số bằng xung (Pulse – Dialing): Được thực hiện bằng cách thay đổi tổng trở DC của mạch thuê bao tạo nên xung dòng với số xung tương đương với số muốn quay. Các số quay của thuê bao được truyền đến tổng đài bằng cách ngắt dòng đường dây theo tỉ số thời gian qui định tạo thành chuỗi xung quay số. Số quay số là là xung trên đường dây nên phương pháp này được gọi là phương pháp quay số bằng xung thập phân. Quay số bằng Tone (Tone – Dialing): Máy điện thoại phát ra cùng lúc hai tín hiệu với tần số dao động khác nhau tương ứng với số muốn quay (DTMF : Dual Tone Multi Frequence). Khi sử dụng DTMF để quay số, các cặp tần số DTMF như sau: Bảng 3 - 2 : Phân loại tần số tín hiệu Tone Phím Tần số thấp (Hz) Tần số cao (Hz) 1 697 1209 2 697 1336 3 697 1477 4 770 1209 5 770 1336 6 770 1477 7 852 1209 8 852 1336 9 852 1477 * 941 1209 0 941 1336 # 941 1477 Sự quay số bằng phương pháp DTMF có thể nhanh gấp 10 lần so với phương pháp quay số bằng xung thập phân. 3.2.6. Kết nối thuê bao: Tổng đài nhận được các số liệu sẽ xem xét: Nếu các đường dây nối thông thoại đều bị bận thì tổng đài sẽ cấp tín hiệu báo bận. Nếu đường dây nối thông thoại không bị bận thì tổng đài sẽ cấp cho người bị gọi tín hiệu chuông và người gọi tín hiệu hồi chuông. Khi người được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái này, thì tổng đài ngưng cấp tín hiệu chuông để không làm hư mạch thoại và thực hiện việc thông thoại. Tín hiệu trên đường dây đến máy điện thoại tương ứng với tín hiệu thoại cộng với giá trị khoảng 300 mV đỉnh – đỉnh. Tín hiệu ra khỏi máy điện thoại chịu sự suy hao trên đường dây với mất mát công suất trong khoảng 10 dB ÷ 25 dB. Chẳng hạn suy hao là 20dB, suy ra tín hiệu ra khỏi máy điện thoại có giá trị khoảng 3 V đỉnh – đỉnh. Ngưng thoại: Khi một trong 2 thuê bao gác máy, thì tổng đài nhận biết trạng thái này, cắt thông thoại cho cả 2 máy đồng thời cấp tín hiệu báo bận cho máy còn lại. Tín hiệu thoại: Tín hiệu thoại trên đường dây là tín hiệu điện mang các thông tin có nguồn gốc từ âm thanh trong quá trình trao đổi giữa 2 thuê bao. Trong đó, âm thanh được tạo ra bởi các dao động cơ học, nó truyền trong môi trường dẫn âm. Khi truyền đi trong mạng điện thoại là tín hiệu thường bị méo dạng do những lý do : nhiễu, suy hao tín hiệu trên đường dây do bức xạ sóng trên đường dây với các SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang19 Đồ án tốt nghiệp thoại Báo trộm, báo cháy qua đường dây điện tần số khác nhau. Để đảm bảo tín hiệu điện thoại nghe rõ và trung thực, ngày nay trên mạng điện thoại người ta sử dụng tín hiệu thoại có tần số từ 300 Hz ÷ 3400 Hz. 3.3. Phương thức hoạt động giữa tổng đài và máy điện thoại: 3.3.1. Nguyên tắc hoạt động: Khi thuê bao nhấc máy làm đóng tiếp điểm chuyển mạch tạo nên một dòng điện khoảng 20-80mA chạy trong vòng thuê bao. Ở chế độ nhấc máy, điện thế DC rơi trên đường dây giữa Tip và Ring khoảng 6VDC ở thiết bị đầu cuối thuê bao. Tổng đài nhận dạng thuê bao gọi nhấc máy thông qua sự thay đổi tổng trở mạch vòng của đường dây thuê bao. Bình thường khi thuê bao ở vị trí gác máy điện trở mạch vòng là rất lớn. Khi thuê bao nhấc máy, điện trở mạch vòng thuê bao giảm xuống còn khoảng từ 150Ω đến 1500Ω. Tổng đài có thể nhận biết sự thay đổi tổng trở mạch vòng này (tức là thay đổi trạng thái của thuê bao) thông qua các bộ cảm biến trạng thái. Tổng đài có chức năng kiểm tra xem còn có link nào rãnh hay không. Nếu link còn rỗi thì tổng đài cấp âm hiệu mời quay số (Dial Tone) cho thuê bao. Dial Tone là tín hiệu mời quay số hình sin có tần số 425 ± 25 Hz. Khi thuê bao nhận biết được tín hiệu Dial Tone, người gọi sẽ hiểu là được phép quay số. Người gọi bắt đầu tiến hành gửi các xung quay số thông qua việc quay số hoặc nhấn nút chọn số. Tổng đài nhận biết được các số được quay nhờ vào các chuỗi xung quay số phát ra từ thuê bao gọi. Thực chất các xung quay số là các trạng thái nhấc máy hoặc gác máy của thuê bao. Nếu các đường kết nối thông thoại bị bận hoặc thuê bao được gọi bị bận thì tổng đài sẽ phát tín hiệu báo bận cho thuê bao. Tín hiệu này có tần số f = 425 ± 25Hz ngắt nhịp 0,5s có 0,5 s không. Tổng đài nhận biết các số thuê bao gọi đến và kiểm tra, xem xét Nếu số đầu nằm trong tập thuê bao thì tổng đài sẽ phục vụ như cuộc gọi nội đài. Nếu số đầu là số qui ước gọi ra thì tổng đài phục vụ như một cuộc gọi liên đài qua trung kế và gửi toàn bộ phần định vị số quay sang tổng đài đối phương để giải mã. Nếu số đầu là mã gọi các chức năng đặc biệt, tổng đài sẽ thực hiện các chức năng đó theo yêu cầu của thuê bao. Thông thường, đối với loại tổng đài nội bộ có dung lượng nhỏ từ vài chục đến vài trăm số, có thêm nhiều chức năng đặc biệt làm cho chương trình phục vụ thuê bao thêm phong phú, tiện lợi, đa dạng, hiệu quả cho người sử dụng làm tăng khả năng khai thác và hiệu suất sử dụng tổng đài. Nếu thuê bao được gọi rảnh, tổng đài sẽ cấp tín hiệu chuông cho thuê bao với điện áp 90VRMS (AC), f = 25Hz, với chu kỳ 3s có 4s không. Đồng thời cấp âm hiệu hồi chuông (Ring Back Tone) cho thuê bao gọi, âm hiệu này là tín hiệu sin, tần số f = 425 ± 25Hz cùng chu kỳ nhịp với tín hiệu chuông gởi cho thuê bao được gọi. Khi thuê bao được gọi nhấc máy, tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy này, tiến hành cắt dòng chuông cho thuê bao bị gọi kịp thời tránh hư hỏng đáng tiếc cho thuê bao. Đồng thời, tiến hành cắt âm hiệu Ring Back Tone cho thuê bao gọi và tiến hành kết nối thông thoại cho 2 thuê bao. Tổng đài giải toả một số thiết bị không cần thiết để tiếp tục phục vụ cho các cuộc đàm thoại khác. Khi hai thuê bao đang đàm thoại mà 1 thuê bao gác máy, tổng đài nhận biết trạng thái gác máy này, cắt thông thoại cho cả hai bên, cấp tín hiệu bận (Busy Tone) cho thuê bao còn lại, giải tỏa link để phục vụ cho các đàm thoại khác. Khi thuê bao SVTH : Xuân Bình – Văn Phước Trang20