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

29 0909 #9号场关灯#9场开关标志位置0，分9回路（当#7场开关标志位为0时）、分11回路（当#11场开关标志位为0时）30 1019 #10号场开灯 #10场开关标志位置1，合10、12回路31 1009 #10号场关灯#10场开关标志位置0，分10回路（当#8场开关标志位为0时）、分12回路（当#12场开关标志位为0时）32 1119 #11号场开灯 #11场开关标志位置1，合11、13回路33 1109 #11号场关灯 #11场开关标志位置0，分11回路（当#9场开关标志位为0时）、分13回路34 1219 #12号场开灯 #12场开关标志位置1，合12、14回路35 1209 #12号场关灯 #12场开关标志位置0，分12回路（当#10场开关标志位为0时）、分14回路36 1319 #13号场开灯 #13场开关标志位置1，合15、17回路37 1309 #13号场关灯 #13场开关标志位置0，分15回路、分17回路（当#15场开关标志位为0时）38 1419 #14号场开灯 #14场开关标志位置1，合16、18回路39 1409 #14号场关灯 #14场开关标志位置0，分16回路、分18回路（当#16场开关标志位为0时）40 1519 #15号场开灯 #15场开关标志位置1，合17、19回路41 1509 #15号场关灯#15场开关标志位置0，分17回路（当#13场开关标志位为0时）、分19回路（当#17场开关标志位为0时）42 1619 #16号场开灯 #16场开关标志位置1，合18、20回路43 1609 #16号场关灯#16场开关标志位置0，分18回路（当#14场开关标志位为0时）、分20回路（当#18场开关标志位为0时）44 1719 #17号场开灯 #17场开关标志位置1，合19、21回路45 1709 #17号场关灯#17场开关标志位置0，分19回路（当#15场开关标志位为0时）、分21回路（当#19场开关标志位为0时）46 1819 #18号场开灯 #18场开关标志位置1，合20、22回路47 1809 #18号场关灯#18场开关标志位置0，分20回路（当#16场开关标志位为0时）、分22回路（当#20场开关标志位为0时）48 1919 #19号场开灯 #19场开关标志位置1，合21、23回路49 1909 #19号场关灯#19场开关标志位置0，分21回路（当#17场开关标志位为0时）、分23回路（当#21场开关标志位为0时）50 2019 #20号场开灯 #20场开关标志位置1，合22、24回路51 2009 #20号场关灯#20场开关标志位置0，分22回路（当#18场开关标志位为0时）、分24回路（当#22场开关标志位为0时）52 2119 #21号场开灯 #21场开关标志位置1，合23、25回路53 2109 #21号场关灯#21场开关标志位置0，分23回路（当#19场开关标志位为0时）、分25回路（当#23场开关标志位为0时）54 2219 #22号场开灯 #22场开关标志位置1，合24、26回路#22场开关标志位置0，分24回路（当#20场开关标志位为0时）、分26回路（当#24场开关标志位为0时）56 2319 #23号场开灯 #23场开关标志位置1，合25、27回路57 2309 #23号场关灯 #23场开关标志位置0，分25回路（当#21场开关标志位为0时）、分27回路58 2419 #24号场开灯 #24场开关标志位置1，合26、28回路59 2409 #24号场关灯 #24场开关标志位置0，分26回路（当#22场开关标志位为0时）、分28回路55 2209 #22号场关灯

■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。