电话拨号远程灯光控制系统

郭德贤

（厦门市体育中心，福建厦门，361012）

0 引言

对于运动场馆，如羽毛球馆或乒乓球馆，内设运动场地较多，需根据实际订场情况进行灯光控制。现在的灯光回路一般由接触器分合控制，再由手动旋钮或按钮控制接触器二次线圈的供电来控制灯光。有的灯光控制箱远离服务台，甚至在不同楼层，给灯光控制带来诸多不便。如果用电话拨号来控制灯光，管理员可在服务台或任何地方利用电话拨号来控制灯光，极为方便。此系统配合网络摄像机实时观察运动场地及灯光，效果更佳。

1 系统设计

羽毛球馆场地灯光分布平面图图1 所示，分南馆和北馆、24 片场地、28 路灯光。

图1 场地灯光分布平面图

羽毛球场灯光分布特点：为防眩光，羽毛球场灯带需设置于两场地之间的中间位置，所以两个场地共用一路灯带，在灯光开关过程中需考虑临近场地是否正在使用。

系统原理方框图如图2 所示，由振铃检测、模拟提挂机、双音多频解码、单片机、输出电路组成。

图2 系统原理方框图

系统原理：系统由一路电话线引入，控制28 路灯光回路的开和关。当系统接收到电话铃声后，由单片机控制模拟提机，提机后可接收双音频指令，指令经DTMF 解码电路解码后送单片机分析，输出控制灯光回路接触器二次线圈的得电与否，从而控制28 路灯光回路的开和关。当15 秒内未收到双音频信号，系统自动挂机。

2 指令代码

■2.1 指令代码表

见表1。

表1 24片羽毛球场灯光控制代码表

■2.2 指令代码编码规则：（详见指令代码表，共59 条）

（1）系统使能设置：分使能开启和使能关闭，使能开启后，系统接受指令控制；使能关闭后，系统不接受指令控制。类似于系统密码，需要时设置，不必每次使用系统都用它。使能代码为4 位任意数字，再按＊号键结束。如：4321＊（使能开启），4320＊（使能关闭）。使能密码写入程序代码中，不可更改。

（2）灯光控制代码：由2位地址码+2 位操作码组成，再按#号键结束。

（3）地址码：南馆88；北馆99；南北馆89；24 片场地01-24。

（4）操作码：全开11；全关00；只开一组其余关闭01，用于打扫卫生或只需低照度时使用；24 片场地的开关：19 表示开；09 表示关。

3 系统操作

使用固定电话或手机拨通控制系统电话号码，对方自动摘机，输入4 位指令代码，再按“＊”或“#”号键结束。按“＊”号键结束，设置系统使能；按“#”号键结束，控制灯光的开启和关闭。当输入错误指令时，可继续输入4 位正确指令，因为只有按结束键（＊或#）后，系统才读取前面输入的4 位指令。指令可连续操作，当操作完成后可直接挂机，15 秒未输入指令，系统也会自动挂机。

4 电路图设计

■4.1 整体电路图

整体电路图如图3 所示。

图3 整体电路图

■4.2 振铃检测和提挂机电路

L1 和L2 为电话线，R1 为压敏电阻，R2、C1 为振铃信号滤波，D1 为整流二极管，光电耦合器件U1 内部也是整流发光二极管。当振铃信号到来时，Ring 点被拉低，Ring接单片机P3.2 外中断INT0 脚，此管脚被拉入低电平，通知单片机有振铃信号，进入外中断0 处理程序。此时单片机P0.5 管脚输出低电平，Q3 导通，继电器K1 吸合，把150 欧姆电阻R8 经小型音频变压器T1 并入电话线路中，线路电压被拉低，模拟摘机。此时，可接收控制指令。当单片机15 秒内未接收到指令，P0.5 管脚输出高电平，继电器K1 释放，模拟挂机。

■4.3 双音多频DTMF 解码电路

当模拟摘机后，双音多频指令通过小型音频变压器T1 耦合，经C2、R5 输入至解码芯片U2，解码后指令从Q1-Q4 输出，送入单片机的P0.0-P0.3 脚，由单片机分析相应指令并进行相应操作。

■4.4 主控单片机

主控单片机U3 选用宏晶1 时钟、高速、低功耗、高抗干扰的STC12C5A60S2，40 脚封装，有35 个IO 脚。28个IO 脚用于控制灯光继电器；5 个IO 脚P0.0-P0.4 用于读取指令代码；1 个IO 脚P3.2 用于接收振铃信号；1 个IO脚P0.5 输出控制提挂机。35 个IO 脚正好用完。因晶振选用6MHZ，9 脚复位脚用1k 电阻接地即可。

■4.5 输出驱动电路

主控单片机28 个IO 脚输出控制28 路灯光回路的开启和关闭。因单片机复位后IO 输出高电平，所以，高电平表示关闭灯光，低电平表示开启灯光。输出经74LS04 反相器，送至驱动芯片ULN2003 进行输出继电器驱动。一片74LS04 有6 路反相器，所以使用5 片74LS04 芯片；一片ULN2003 有7 路开漏驱动输出，所以使用4 片ULN2003芯片，驱动12V 继电器线圈。图3 画出第3 回路驱动电路，其余相同。输出的交流220伏电压控制灯光控制接触器二次线圈。

■4.6 输出继电器分合声监听

利用电话线路话音传输功能，在输出继电器附近设置驻极话筒进行拾音，可在拨出指令后听到继电器的分合声，以此了解系统的工作状态。Q2 对话筒MK1 信号进行前置放大，再经Q1 放大，T1 耦合至电话线路中。

5 单片机程序流程图

程序流程图如图4 所示。

图4 程序流程图

主程序流程图：主要为IO 口输入输出设置及初始化，外中断0、定时器0 设置等。

定时器0 中断子程序流程图：每中断一次对15 秒累加器进行增量。

外中断0 子程序流程图：当收到振铃声后进入外中断0子程序，是系统主要功能处理程序。可设置系统使能，操作灯光，提挂机等。

6 总结

电话网络是广泛使用和系统可靠的成熟网络。本系统以电话拨号方式远程控制羽毛球馆的灯光开启和关闭，线路简单可靠，操作方便。配合网络摄像机使用效果更佳。