李美娜

渤海大學工學院

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基于單片機的單元樓門鈴及對講系統(tǒng)設計

李美娜

渤海大學工學院

門鈴對講為人們的生活帶來了很多方便，作為一種新型的設備，門鈴對講具有很大的現(xiàn)實意義，在小區(qū)中門鈴對講機的存在已經(jīng)是一種必不可少的設置。本文主要圍繞著基于單片機進行介紹，介紹了門鈴對講的基本原理，門鈴的電路分析，對系統(tǒng)中的硬件與軟件方面分別進行設計，通過門鈴對講雙方可以進行語言通話。

單片機 門鈴對講 語言通話

1　引言

隨著信息技術的不斷發(fā)展，由于單片機的優(yōu)點顯著，所以使用范圍十分廣泛，主要應用的行業(yè)有工業(yè)控制方面，自動化儀表方面。對講的門鈴作為現(xiàn)代科技技術的一種新的發(fā)明，在人們的日常生活中有著很大的作用，門鈴對講機為人們的生活帶來了很大的便捷，通過門鈴對講，房內(nèi)的人可以很容易地與房外的人進行溝通交流，但是關于門鈴對講機產(chǎn)品有的公司生產(chǎn)的比較復雜，而且使用的成本也比較高，所以本論文就針對這種現(xiàn)象提出了基于單片機設計的門鈴對講機。

2　門鈴對講原理

圖1　門鈴電路圖

門鈴對講中各個功能的具體實現(xiàn)主要是單片機進行控制的，除了單片機之外，還包括了開鎖模塊、信號的中斷器以及進行雙方通話所用的控制端以及主機鍵盤等。門鈴對講所面向的對象來自三個方面，彼此之間可以進行溝通，當單元中有人出現(xiàn)并且觸動按鈴后，用戶的服務機組上就會將觸發(fā)的信號接收，而用戶機在對來者所按下門鈴接收的信號后就對門鈴觸發(fā)警報響應，這時就會聽到類似電話的鈴聲。根據(jù)不同的情況門鈴可以進行自適應，比如當屋內(nèi)沒有人在的時候，屋外有人按下了門鈴，在系統(tǒng)設置好的響鈴時間以內(nèi)，會發(fā)出警報的聲音，當響鈴的時間超過了系統(tǒng)設置的時間，門鈴系統(tǒng)就會自動停止響鈴響應而直接掛斷。當住戶在家時，可通過話筒進行與來訪者進行溝通交流，如果住戶同意來訪者進來，那么就會告訴他相應的設置密碼或者其他解鎖方法，當來訪者按照住戶的指令輸入相應的信息后，系統(tǒng)就會判斷輸入的信息和系統(tǒng)設置的信息是否保持一致而解鎖，房門就會接收到電子系統(tǒng)中生成的電控動作信號，解鎖后單元的門就會被打開。對講門鈴的電路圖如圖1所示。對講門鈴的原理架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2　對講門鈴的原理架構(gòu)圖

3　系統(tǒng)功能及各部件特點描述

本文設計的門鈴對講機包括的模塊有視頻分配器，用戶分機，信號中斷器以及主機等等，可以實現(xiàn)監(jiān)視，住戶和來訪者的語音通話，警報的功能等。

3.1管理中心

管理中心模塊提供了小區(qū)的管理設備，管理中心相當于系統(tǒng)設計中的管理員模塊，管理員擁有最高的權(quán)限。這些設備所提供的功能主要有幾點：1）隨時對用戶的分機進行呼叫。2）進行免提。3）記錄發(fā)出警報的詳細清單。4）對分機號碼進行識別。5）對編碼的方式進行控制。

3.2主機功能

內(nèi)置的設備會被安放在單元的門前，該設備所具有的功能是對信息可以進行相應調(diào)整，對數(shù)據(jù)編碼方式進行確認，對系統(tǒng)中輸入的密碼、文字以及語音和數(shù)據(jù)信息的輸入、輸出進行與之對應的處理。管理中心、主機、分機、設備這幾個之間的交流的實現(xiàn)主要是通過單片機進行完成。主機的主要作用是對數(shù)據(jù)的編碼進行管理，再經(jīng)過設置處理之后，主機就會分配分機的數(shù)目，從而接著會分配分機的密碼，從而保證了控制的可行性，也充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的合理性。

3.3用戶分機

分機是供用戶使用的，所以分機主要放置在用戶的屋內(nèi)，通過分機，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶和安置在樓下的門口以及管理中心幾者之間的對講溝通。用戶分機主要擁有的權(quán)限是：1）監(jiān)視自己家里門口的情況，從而對來訪者進行初步的分析，最終判斷是否開門；2）通過遙控的手段進行開鎖；3）可以對時間進行重新設置，可以設置定時的時間。

4　硬件電路分析

4.1分機編碼電路

在分機的編碼電路中選用的是總線制的方式，所以需要對所有的用戶機進行編碼處理，總線上的信號的接受者具體是對應著哪個用戶，這個功能的實現(xiàn)與用戶分機離不開，實現(xiàn)的手段是用戶的分機按照編碼的具體情況，從而進行確定。本文選擇的單片機型號是AT89C51，其中這種型號的單片機的I/O口線至少有32條，設計中一個碼位分別對應著一個口線，在本系統(tǒng)設計中的分機代表9位的分機編碼分別是P00，然后P10至P17，這里需要強調(diào)的是P17代表的是第一位，而P00代表的是第9位，根據(jù)計算可以知道每個主機可以對應的分機數(shù)目是28也就是等于512，經(jīng)過不斷累積的經(jīng)驗可以知道通常情況下的同一個樓道所安排的住戶至多是20家，而高層的樓房中的至多是320家，所以對于分機數(shù)量是512而言，可以說是綽綽有余了，分機編碼調(diào)試時選取的是8421編碼。

圖3　按鍵流程圖

4.2按鍵電路

用戶的分機通常情況下設置了三個按鍵，分別是開鎖鍵、監(jiān)視鍵以及呼叫鍵。開鎖鍵的主要功能是住戶擁有是否打開樓道口門上的鎖，監(jiān)視鍵的主要功能是用戶對樓道發(fā)生的情況進行監(jiān)視，呼叫鍵的功能是為了方便住戶和管理中心兩者之間的溝通。這三個按鍵分別對應著3個I/O。本系統(tǒng)中的開鎖鍵對應著P23，呼叫鍵對應著P24，監(jiān)視鍵對應著P25。其中分機所監(jiān)視的總線主要是總線的報警信號以及通話忙碌的情況。按鍵流程圖如圖3所示。

5　元件選擇

5.1定時器選擇

本文中的定時器所選擇的型號是NE555。本文中門鈴發(fā)出警報時運用了555定時器的相關技術，通過555定時器可以實現(xiàn)門鈴報警部分中設置的時間為多久時才會發(fā)出警報。

5.2單片機

本文所選擇的單片機型號是AT89C51，其性能參數(shù)如表1所示。

表1　AT89C51性能參數(shù)

6　軟件設計及實現(xiàn)

本文中的軟件設計部分的實現(xiàn)包括了摘掛機，呼叫的信號，其中系統(tǒng)中可以設置門鈴發(fā)出報警聲音的時間，并且時間是30秒，當住戶不在家的時候，來訪者按下門鈴，系統(tǒng)會發(fā)出警報，當時間超過時系統(tǒng)就會自動停止警報。

7　結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的進步，門鈴對講機在樓居環(huán)境下或不可缺。所以本文針對現(xiàn)實生活中經(jīng)常出現(xiàn)的這種現(xiàn)象提出了有關門鈴對講的設計。不久的將來類似對講門鈴中的所用到的單片機將會取得更大的進步，并且會有更大的市場，從而為人們提供更好方便的生活。

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