智能电力线载波电话系统的设计

本文介绍一种新型的智能电力线载波电话系统的研制方案，该设计采用89C51单片微型计算机作控制中心，整个系统达到智能化。系统避开了现代电话通信的路由问题，利用了单片机的强大功能对整个系统进行控制进行信道的控制，使得设备简单、轻便。在传输载体上，利用了四通八达的电力线进行传输，为通话提供了极大的便利。节省了信道铺设费用和通话费用。
关键词  电力线载波  电话系统   信道  单片机

电力线载波，由于其低廉的应用成本，自弃出现以来，这个领域的技术迅速的发展，很多公司都生产了具有国际先进水平的载波设备及配套设备。使得电力线载波通信变得简单方便。但是到目前为止，仍然没有一套像电话一样完善的通话系统投入使用。本科研利用单片机使各分机形成一个智能的系统，虽是处于小型简单的研究，但该设计思路可以进一步的扩展，跟进一步的完善，可以为全面开发电力线电话奠定基础
本系统设计为一种新型的智能电力线载波电话系统。采用了89C51单片微型计算机作控制中心，使整个系统达到智能化。在设计开发初期，为了方便和简单起见，如图一所示，整个系统只设计了八个分机（分机０～７）、一个控制信号传输信道（信道０）和两个语音传输信道（信道１、２）。每个分机相应号码为本分机号。所有分机的控制信号都在一个信道上传输，语音信号则根据情况选择空闲的语音传输信道，后期可适当增加分机和语音传输信道。
整个系统不设主机，各项功能由通过控制信号传输信道（信道０）连接在一起的各分机的控制中心来完成，各分机设计来原理相同、在号码分配上通过单片机识别组合开关来实现。每个分机由两大模块组成即控制信号处理与传输模块和语音信号处理与传输模块（以下简称控制模块和语音传输模块）。各模块具体原理和实现办法如下；
一、控制信号处理与传输模块
原理框图如图二所示，本模块包括一套发送支路和一套接收支路。共用一个信道上传输信号，并且同一时间只能有一个分机发送信号，其他分机均只能接收。该信道有空闲和占用两种状态，信道所处的状态不用任何信息显示，只通过接受支路自动判别。不通话时，接收支路一直处于接收状态，对信道进行监控。
１．工作原理
当有分机拿起话机拨号时，为确保同一时间只能有一个分机发送信号，该分机通过接收支路判别信道上有没有其他分机在发送信息，如已有分机在发送信息，则待其发完之后再发送，由于数据的高速传输，每次等待远不会超过一秒，不影响拨号。如果没有则该主叫分机向信道上重复多次发送包含被叫方号码和主叫方号码的拨号信号（控制信号0），本设计暂定为重复５次。当各分机接收到该信号之后，将该被叫号码与本机号码对比，如是呼叫本机，则检查本机状态和各语音信道的状态。如本机正在通话或各语音信道已全部被占用，就不予回应。如本机空闲，而且有语音信道处于空闲状态，则选择其中一个语音信道用作通话，驱动振铃发出提示，在LED上显示相应的来电显示，并待控制信道空闲时向信道上发送包含有本机可以通话、所选择第几路语音信道和现时各语音信道所处状态的响应信息（控制信号１）。此信号为各分机辨别各语音信道状态的信号之一。在摘机的时候，再发送通话信号（控制信号２），该包含被叫方号码和主叫方号码。主叫方发送拨号信号之后，如在指定时间内（本系统设计为３秒）接收不到被叫方的回应信号，则输出忙音（急速的嘟嘟声），如收到相应的响应信号（控制信号１），则选择被叫方所选择的信道等待通话。
通话完毕挂机之后，挂机分机控制处理器熄灭LED，并待控制信道空闲时，向信道发送挂机信号。该信号分为主叫方发送的挂机信号和被叫方发送的挂机信号（控制信号３），此信号为各分机辨别各语音信道状态的另一信号。通过软件处理，实现只由最先挂机分机发送。主叫方发送的挂机信号包括此次通话所占用语音信道的释放信息、各语音信道状态信息和该次通话的被叫方号码；被叫方发送的挂机信号包括此次通话所占用语音信道的释放信息、各语音信道状态信息和该次通话的主叫方号码。通话中的两个分机，当其中一个收到另外一个的挂机信号时，即熄灭LED，输出提示音（急速的嘟嘟声的忙音）。空闲中，没有摘机的话机，通过接收支路接收拨号信号、响应信号和挂机信号。对拨号信号只要对比被叫话机号码是否与本机号码相同。响应信号和挂机信号则记录更新各信道的状态信息。