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2.4 忙音检测

　　通话过程中一方挂机后，交换机会向另一方发送忙音信号。这就要求在后端查询者挂机后，记录仪能检测出忙音并自动挂机。忙音信号频率为450±25Hz，电平为-10±3dBm，它是0.7s断续的信号音，即0.35s送，0.35s断。本文采用ML7005检测忙音信号，电话线上的忙音信号经变压器耦合输出RXD进入芯片后，CP端输出高低电平信号，利用单片机I/O口的中断功能，即可实现对忙音的检测。在软件部分进行忙音次数的检测，达到一定次数的忙音后再挂机，避免误检测，从而提高系统的稳定性。

2.5 隔离电路

　　电话线上的信号是一种悬浮信号，电话使用的是悬浮地，因此电话信号一旦与其它的地连接，由于其地端参考点不同，信号会被迅速衰减，就无法得到正确的信号，系统就不能正常工作。本文采用两种隔离方法实现电话接口电路与其它电路的隔离，一是采用变压器隔离，将信号音检测发送、语音模块电路与电话线进行隔离。另一种是用光电耦合器4N35进行隔离，在振铃信号检测时，实现电话线与单片机电路的隔离。

2.6 语音播放电路

　　记录仪发送的电话语音提示和温湿度的语音播报由语音模块实现，选用PM66128智能语音模块，它是一个整合了录放音电路、快闪存储、ADPCM编解码器、功率放大器、稳压器等电路的全功能录放系统。使用PM66编程软件能够将wav格式音频文件加载到语音模块，音频采样率为8K时可录制40分钟的语音。PM66128与单片机的通信通过3根信号线实现，分别是DATA数据、CLK时钟、BUSY忙信号输出，放音时单片机直接送入要放音的段地址即可播放，结束时忙信号输出拉低，单片机可以再发送下一段语音地址进行播放。

2.7 温度、湿度采集电路

　　温度采集选用NXP公司的数字温度传感器芯片LM75A，它是一个高速I²C接口的温度传感器，可以在-55℃到 + 125℃的温度范围内将温度直接转换成数字信号，内部的11位ADC提供温度分辨率达0.125℃，该芯片采用小型SOP8封装，供电电压是2.8V~5.5V，具有过热关断功能，关断温度在内部寄存器中设置。MCU可以通过I²C总线直接读取其内部寄存器中的数据，并可通过I2C对4个数据寄存器进行操作，以设置成不同的工作模式。由于单片机MSP430F149没有I²C接口，本设计使用两个普通I/O口模拟I²C总线方式。

　　温度采集选用Humirel公司的湿敏电容传感器HS1101，相对湿度在0%~100%RH范围内，电容量由162pF变到200pF，其误差不大于±2%RH;响应时间小于5s;温度系数为0.04pF/℃，精度满足使用需求。图4为HS1101的湿度-电容响应曲线。HS1101在电路中相当于一个电容器件，它的电容量随着空气湿度的增大而增大，本文利用振荡电路将其电容的变化量转化为频率可变的方波，再经过整流电路、积分电路和放大电路将脉冲量转换为0V~3V直流信号，然后利用单片机MSP430F149片内的12位模数转换器ADC12将直流电压信号转换为数字信号，从而实现湿度采集。采集电路将0V~3V直流信号输入到单片机的ADC12模拟信号采样输入端口P60，并在程序中配置控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL1，设置成使用内部参考电平，转换模式为单通道单次转换，在定时器控制下周期性地进行AD采样，转换完成后读取转换存储寄存器ADC12MEN0中12位转换结果，从而实现对湿度信号的采集。

3 系统软件设计

　　软件设计流程如图5所示。记录仪上电初始化完成后周期性地进行环境温湿度采集，采集数据存储在AT24C256中，同时监测电话线路有无来电呼叫，在三次振铃后电话接口电路模拟摘机，对于异常情况，如振铃只响过一次对方就已经挂机，则不响应。摘机后播放密码提示音等待用户输入密码，密码验证通过记录仪等待接收查询命令，解析命令并语音播报温湿度值及记录仪工作状态，同时检测电话线路上是否有忙音信号或者DTMF挂机命令，若检测到忙音，则表示对方已挂机则记录仪也挂机，若检测到DTMF挂机命令，则表示对方强制记录仪挂机，挂机后记录仪返回初始状态。如果用户三次密码输入错误，则认为非法操作并挂机返回初始状态;在接通电话并输入密码正确后超过60s没有输入DTMF查询命令，记录仪也主动挂机。

　　记录仪在进行温湿度采集时，同时判断当前值是否超过所设置的报警范围，若超标则单片机读取Flash中的报警电话号码，并摘机拨打该电话，对方接通后记录仪语音播报当前温湿度值及报警语音提示，同时检测电话线路上是否有忙音信号或者DTMF挂机命令，若检测到忙音或者挂机命令，则记录仪挂机并返回初始状态。

4 结束语

　　基于电话接口的温湿度记录仪只需一根电话线，安装方便，电路性能稳定，温湿度测量精度高，能够通过电话拨号方式实现远程温湿度报警和查询，使用方便，具有良好的应用前景。

参考文献：

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关键词： 电话接口 温湿度记录仪 单片机 DTMF 201510