一种新型的固话监测终端的设计

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1、一种新型的固话监测终端的设计杨少帅，李欣（中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100）摘要：基于固定管理系统的需求，设计一种能够及时获取并线固话通话明细的监测终端，作为管理考核该话机的一种信息。该终端以ATmega16单片机为核心，通过解码芯片和外围电路获得FSK/DTMF制式来电显示、组合按键及摘挂机信息，并利用低成本嵌入式UART-ETH-F；挂机短信中图分类号：TN911-34文献标识码：A：1004-373X（2015）12-0044-03收稿日期：2014-11-25基金项目：国家科技支撑计划课题：基于自动识别（AIS）技术

2、的个人海上搜救系统的研制（2014BAK12B06）在商用固定管理领域，的拥有者需要对其的使用进行管理，特别是能够及时获取并查询主叫号码、被叫号码的通话明细[1]。同时使用者还可以通过组合键的方式，向服务器汇报通话的性质和信息等要素。由于服务器不能直接从固定上获取所需的信息，因此基于以上需求设计了一种以ATmega16为控制器的固话监测终端。该终端与被监测并联，其工作的同时不影响话机的正常使用，并能够识别FSK/DTMF制式来电显示[2]，然后通过检测到的摘挂机动作和软件逻辑判断来去电和按键信息，最终通过网络把监测到的信息汇总到服务器，使管理者

3、或服务器及时获得固话信息做近一步的功能扩展。该监测终端的出现极大地扩展了基于固定开发的商业市场，同时也使固话管理系统根据其用途具有更好的自主性和多样性。1总体设计此终端设备主要由MCU模块、监听模块、通信模块三部分组成，整体结构框图如图1所示。MCU模块采用的是AVR单片机ATmega16，其具有自动上电复位、看门狗、低电压检测（BOD）、低功耗等优点，使设备运行更加稳定可靠。监听模块包括对FSK/DTMF两种制式来电信息检测，按键检测及摘挂机检测电路。通信模块采用的是一种低成本嵌入式UART-ETH-F）制式。不同城市和地区的来电显示制式各不

4、统一。本终端采用了双制式解码电路，然后根据FSK/DTMF信号方式的传送协议[3]，通过软件解析来电信息，其适应性强，误码率低。2.1.1FSK信号解码模块本文采用的是Holtek公司的HT9032C解码芯片，HT9032C信号输入端满足1200b/s的FSK数据传输标准[4]。当检测到振铃到来时，其RDET引脚拉低，触发单片机中断。在第一次与第二次振铃之间，逻辑“1”=（1200+12）Hz，“2”=（2200+12）Hz，传输速率为1200b/s的FSK来显信号通过HT9032C解调成异步串行数据从DOUTC引脚输出，输出波特率为1200b

5、/s。由于ATmega16只有一个串行接口，此接口要与通信模块连接，为节约开发成本，选用I/O接口作为模拟串口[5-6]接收端，通过软件模拟串口时序来接收HT9032C解调出来的主叫识别信息。HT9032C的外围电路如图2所示。2.1.2DTMF信号解码模块DTMF是指通过2个特定的单音频信号组合来代表数字信号和功能的一种编码技术[7]。2个不同频率的单音频信号代表不同数字和功能。8种不同频率的单音频组合出16种数字信号。DTMF信号解码模块采用的是Holtek公司的HT9172芯片。HT9172通过滤波和解码电路将16种DTMF输入信号转换成

6、代表不同数字的4位BCD码输出。往外拨号也采用的是DTMF编码，与DTMF制式的来电显示相同。该设备与并联，能够同时检测到按键信息和DTMF制式的主叫信息。HT9172解码电路如图3所示。当检测到有效的输入信号时，其DV引脚置为高电平，同时将DTMF信号送至内部电路进行解码，将OE引脚置为高电平后，D0~D3输出解码信号并将其锁存。因此单片机可通过外部中断读取D0~D3电平来识别解码信息。2.2摘挂机状态检测模块摘挂机状态的检测由线路两端的电压高低变化来确定。正常情况下，线路的馈电电压为48V直流电压，当为摘机状态时话机线端电压为9V左右，但当

7、来振铃时，交换机送出的振铃信号是75Vrms，25Hz的正弦交流信号[8]，振铃波形如图4（a）所示。为了消除振铃信号对检测线路两端直流电压的影响，采用整流滤波电路，先通过整流桥整流，再利用电解电容充放电作用，经过电阻电容配比，使电容两端电压趋于平滑，振铃整流后电压波形如图4（b）所示。电容两端电压再通过光耦隔离加反相器，把模拟信号转变成单片机可识别的数字信号，实现了对摘挂机状态的检测。检测电路如图5所示，当为挂机状态时，线路电压为高电压，光耦导通，I/O端为高电平，即使有振铃到来，正弦信号通过整流稳压电路后电容两端电压浮动也不会影响光耦的导通

8、，I/O端仍为高电平；当为摘机状态时，光耦不导通，I/O端为低电平。再通过软件消抖，查询I/O引脚电平，可以准确地检测到的摘挂机状态。2.3通信模块单