发表于：2011/4/2 10:47:21
#0楼
目 录
1编码对讲系统的简介1
1.1 编码对讲系统的背景及在市场上的作用1
1.2 编码对讲系统分类1
1.3编码对讲系统功能1
1. 3. 1 主机功能1
1. 3. 2 分机功能2
2编码对讲系统的设计2
2.1总体框图2
2.2电源控制部分2
2. 2. 1主机电源控制部分2
2. 2. 2 分机电源控制部分5
2. 3 视频头控制部分6
2. 3. 1 视频摄像部分6
2. 3. 2 视频传输部分7
2. 3. 3 摄像头控制部分7
2. 3. 4 视频显示部分8
2. 4音频通话电路8
2. 4. 1 主机到分机8
2. 4. 2 分机到主机9
2. 5开锁部分9
2. 5. 1 主机刷卡开锁9
2. 5. 2 分机按“开锁”键开锁10
2. 5. 3电控锁部分11
2. 6主机到分机译码部分11
3编码对讲系统的使用13
3.1 主机呼叫分机13
3.2呼叫管理中心13
3.3 用户密码开锁13
3.4用户感应卡开锁13
3.5室内分机求助报警13
3.6室内分机监视门口主机13
结束语14
致谢14
参考文献14
编码对讲系统的设计
摘要：本文主要介绍了编码可视刷卡对讲系统。该系统的主机采用一个单片机芯片（89C52）和一块（74HC373）扩展芯片作为内外信号的检测和控制核心。使用时通过按键按下与否带来电平的改变来控制对应的单片机输入或输出口工作。系统分机则采用一块（W74IC202）译码芯片进行译码检测。然后把译码信号反馈给主机确认，确认分机的译码信号是正确后，主机向分机发送振铃信号，分机摘机后转入对讲状态，通话完毕即可直接挂机。
关键词：编码对讲系统 音频 视频 译码 开锁
[/URL]1编码对讲系统的简介[/URL]
[/URL]1.1 编码对讲系统的背景及在市场上的作用
在经济和知识迅速崛起的信息时代，人们已经不再满足于一个简单的居住空间，对居住安保的要求越来越高，过去的直按式门铃已经不适合这个时代，编码对讲系统将是这个时代的主流，同时保持家庭设施与安保和谐统一。
编码对讲系统是一套现代的小康住宅服务设备，提供访客与住户之间可视通话，达到语音、图像双重识别，从而大大增加了安全可靠性，同时节省了大量的时间，提高了工作效率。为住户提供一个舒适、安全、便捷、高效的家居环境。
[/URL]1.2 编码对讲系统分类[/URL]
编码对讲系统可以分为：编码可视对讲系统、编码可视刷卡对讲系统、编码可视联网对讲系统；编码可视联网刷卡对讲系统、编码别墅可视联网对讲系统、编码别墅可视联网刷卡对讲系统、编码非可视对讲系统、编码联网刷卡对讲系统、编码别墅非可视联网对讲系统、编码别墅非可视联网刷卡对讲系统等。
[/URL]1.3编码对讲系统功能[/URL]
[/URL]1. 3. 1 主机功能[/URL]
1．产品采用SMT工艺，集成度高，稳定性强；
2. 键盘夜光显示；
3. 可视分机振铃声可定做人性化和弦音乐铃声，有11首歌供用户选择；
4. 可由键盘操作完成菜单里的各种选项；
5. 具有可视对讲和开锁功能；
6. 可视系统可配接不可视分机；
7. 配有红外线发光二极管，使其在夜间图像清晰；
8. 具有一户一密码开锁功能；
9. 可配感应读头实现刷卡开锁功能；
10. 感应卡的注册/注销方式可在主机上操作；
11. 通过信号隔离器可配接500多台分机；
12. 可查询软件版本号。
[/URL]1. 3. 2 分机功能[/URL]
[/URL]1．产品采用SMT工艺，集成度高，稳定性强；
2．分机号码可采用多种编码方式编号；
3．视频部份采用DC18V电压工作；
4．具有可视对讲、求助报警、监视、开锁功能；
5．可配接二次门铃开关；
6．可并同一号码分机。
[/URL]2编码对讲系统的设计[/URL]
[/URL]2.1总体框图
图1
2.2电源控制部分
[/URL]2. 2. 1主机电源控制部分[/URL]
12V电源开关输出12.6V到13.6V直流电压经过极性保护二极管D101降压，然后经过滤波电容C101、C102滤除高频杂波后输出12V电压（如图2），供以下电路工作：
图2：主机12V电源控制图
第一路：供给键盘指示灯工作，同时经过U1（AT89C52）的22脚驱动Q202、R203、Q201组成受控开关，输出受控12伏电压经过C201滤波、R201限流保护输出12V电压（如图3）：给TXD、RXD信号检测、放大电路供电，给信号识别取样电路供电给主机麦克风信号放大电路供电（音频电路），给分机供电。
图3：音频电路电源控制图
第二路：给电控锁控制取样电供电工作。
第三路：给CCD摄像头供电。
第四路：+12V电压经欠压过流保护IN12V电压，输出经C104滤波由U2（LM7805）稳压输出L5V电压，经C117滤除高频干挠后。当Q108导通后输出+5V电压供以下部分电路供电（如图2）：
（1）：L5V通过R131电阻限流，C116电容滤波后经过受空三极管Q114，Q115，Q116，Q117在P1.3到P1.6管脚控制下给数码管阳极供电。同时L5V通过Q302在U3扩展接口IC的15脚控制下给音频放大电路U7供电（如图4，5）。
图4
图5
（2）：+5V给电控锁控制电路工作，给LED显示驱动上拉电阻取样供电，给音频、视频电路，ID门禁电路取样供电。
（3）：+5V电压经过R109限流、C108、C109滤波后形成4.7V—5V的VDD电压供给微处理器U1、内存U9、ID卡、储存器U10、资料锁存扩展IC、U3、U5、U6电源端供电（如图4）。
（4）：+5V经R529电阻限流、C510、C511滤波后供刷卡调制解调芯片U11工作（如图6）。
图6
[/URL]2. 2. 2 分机电源控制部分[/URL]
（1）通讯、音频电源控制电路
主机呼叫分机时，主机输出的+12V受控电源经极性保护二极管D11降压后分三路输出：
图7：分机12V电源控制图
第一路：经电阻R12限流、二极管D12降压、稳压二极管ZD11稳压、电容C12滤波、电阻R19限流后形成+5V的VDD电压供译码芯片W74C202工作，同时供给并机控制、视频控制、单户监视控制等电路供电。
第二路：经ZD12稳压击穿导通，通过电阻R11给电容C11电容充电，使译码芯片W74C202上电复位清零。
第三路：通过受控三极管Q14在芯片W74C202译码输出控制状态下导通输出12V电源给振铃音电路、音频放大电路供电使其能正常工作。
（2）显现模块电源控制电路：
18V开关电源输出18V电压后，经极性保护二极管D71降压，C72、C71高频滤波，电阻R71限流后，经R72、ZD71、C73、Q75、Q71组成电子滤波电路输出12.6V—13.5V的VEE电压通过C74滤波后供以下电路工作：
图8：分机18V电源控制图
第一路：通过电阻R73限流供电源指示灯工作。
第二路：在主机呼叫分机和分机监视时、分机译码芯片译码同时9脚断口输出低电平0V，继电器得到12V电压吸合给显示模块供电。
第三路：供译码芯片（W74C202）工作。
[/URL]2. 3 视频头控制部分[/URL]
[/URL]2. 3. 1 视频摄像部分[/URL]
摄像部分是编码对讲系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在门口主机上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。摄像机就像整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给分机监视器上。由于摄像部分是系统的最前端，并且被监视场所的情况是由它变成图像信号传送到分机的监视器上，所以从整个系统来讲，摄像部分是系统的原始信号源。因此，摄像部分的好坏以及它产生的图像信号的质量将影响着整个系统的质量。从系统噪声计算理论的角度来讲，影响系统噪声的最大因素是系统中的第一级的输出（在这里即为摄像机的图像信号输出）信号信噪比的情况。所以，认真选择和处理摄像部分是至关重要的。如果摄像头输出的图像信号经过传输部分、控制部分之后到达监视器上，那么到达监视器上的图像信号信噪比将下降，这是由于传输及控制部分的线路、放大器、切换器等又引入了噪声的缘故。
（1）摄像头分类
A、按分辨率分类
a.影像像素在25万像素左右，彩色分辨率为330线，黑白分辨率在420线左右为低解摄像机。
b.影像像素在25万~38万像素之间，彩色分辨率为420线，黑白分辨率在500线上下的为中解摄像机。
c.影像像素在38万像素以上彩，色分辨率大于或等于480线，黑白分辨率在570线以上的高解摄像机。
B、按灵敏度划分
a.普通型：正常工作所需照度为1~3Lux。
b.月光型：正常工作所需照度为0.1 Lux左右。
c.星光型：正常工作所需照度为0.01 Lux以下。
d.红外照明型：原则上可以为零照度，采用红外光源成像。
C、按CCD靶面的尺寸分类
a.1/3inch靶面尺寸为宽4.8mmX高3.6mm,对角线6mm。
b.1/4inch靶面尺寸为宽3.2mmX高2.4mm,对角线4mm。
D、按动态范围分类
a.普通型
普通摄像机可提供3:1对比度的动态范围（人眼可接受的对比度为1000：1）。
b.宽动态
宽动态的摄像机要求是在非常强烈的光照对比下也能看到影像的细节。宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍以上，有的甚至达到1000：1。
[/URL]2. 3. 2 视频传输部分[/URL]
传输部分就是系统的图像信号通路。同轴电缆是使用范围最广的一种传输方式。同轴电缆具有价格较便宜、铺设较方便的优点，所以，一般在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图像对图像质量的损伤不大，能满足实际要求。但是，根据对同轴电缆自身特性的分析，当信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。一般来讲，信号频率越高，衰减越大。视频信号的带宽很大，达到6MHz，并且，图像的色彩部分被调制在频率高端，这样，视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大。所以，同轴电缆只适合于近距离传输图像信号，常用的SY75-5电缆当传输距离达到250-300米左右时，图象质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感。在工程实际中，为了延长传输距离，要使用视频放大器。视频放大器对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，以使接收端输出的视频信号失真尽量小。[/URL]
[/URL]2. 3. 3 摄像头控制部分
当主机呼通分机或分机按监视键开关时，主机芯片U1检测信号并输出一个信号经过扩展芯片U3处理后，从2脚输出高电平5V经电阻R803（47K）驱动三极管Q802基极导通，集电极由高电平变为低电平0V，通过电阻R805（3K）将三极管Q801基极电位拉低，Q801导通输出12V受控电压经C801（100UF/25V）、C802（104）高频滤波后，给主机摄像头供电使其正常工作。
图9：摄像头控制图
[/URL]2. 3. 4 视频显示部分[/URL]
当主机呼通分机时译码芯片（W74IC202）的9脚输出低电平信号驱动Q73（9014）导通，同时Q73集电极电压降低经电阻R75（30K）使Q72的基极电压降低驱动Q72导通，并且输出12V电压给继电器工作，将视频信号传给显现模块使其正常显示图像。
当分机按下监视时，5V电压经电阻R77（47K）限流后通过开关SW2给芯片2脚端提供5V触发电压，同时9脚端输出低电平控制显现模块供电使其正常显示图像。
图10：视频控制图
[/URL]2. 4音频通话电路[/URL]
[/URL]2. 4. 1 主机到分机[/URL]
当主机检测到分机摘机信号后,主芯片U1关闭振铃音.同时U3芯片Q6脚输出一个低电平信号给MIC MUTE端，经电阻R319使三极管Q304截止。.此时麦克风可提起音频信号经电容C312耦合到电阻R313、R315.、Q303组成的放大电路放大后，从Q303集电极输出。由电容C310、C311组成无极性电容耦合到TDX端输出分机RXD端接收后经过Q16开关及收线开关SW5将音频信号从电容C19耦合输出，经R33、R34、R36、Q19组成音频放大电路放大后通过C21耦合推动扬声器发出声音。
图11：主机到分机音频控制图
[/URL]2. 4. 2 分机到主机[/URL]
主机呼通分机，分机摘机后受控12V电压经摘机开关SW6到电阻R42、R43、分流、电容C15滤波后，经电阻R44限流给分机麦克风提供电压使其正常工作。此时麦克风提取音频信号经C16耦合、电阻R45、R46、R47、R48、Q18组成第一级音频放大电路放大后输出，再经过C18耦合到Q20基极由R49、R50、R51组成第二级放大将音频信号传送到主机经R305、C302、R307、C304低通滤波后再经过U7放大推动扬声器发出声音。
图12：分机到主机音频控制图
[/URL]2. 5开锁部分
[/URL]2. 5. 1 主机刷卡开锁[/URL]
主机上电后受控电压5V经R529限流保护、C510、C511滤波后，供刷卡信号调制解调芯片U11工作。U11工作后，8脚、9脚与外围电路C508、D503、D505、D504、D506、R523、R524及感应天线组成125KHZ的高频振荡电路，同时15脚输出射频信号与R526、R527、R528、C509组成的RC振荡电路混频后经D504、R523、到天线发出125KHZ信号。当ID卡靠近天线线圈时，通过ID卡线圈产生感应电压供ID卡芯片工作时，ID卡芯片将地址码信号放大经ID卡线圈传送给主机感应线圈，感应线圈接收后产生感应信号电压经D502、R522、C506形成高频直流感应电压经C507耦合传输给U2270B的4脚输入端，内部调制解调从2脚输出曼彻斯特编码协议数据经L501滤波供U4的28（PB3）脚端口检测处理，同时经R512、R513低通滤通、Q501放大后从集电极输出，再经过C503耦合Q502、R514、R515处理，与C504耦合的信号R517、R518、Q503处理后组成请求中断控制信号给U4的12脚（INTR）端口实现注册卡和读卡开锁。
2. 5. 2 分机按“开锁”键开锁
当分机按下开锁键后使其Q20的基极电位为0V，所以Q20截止，集极输出一个6V的电压通过主机的RXD端口、电阻R302后，使其Q301的基极电压为高电平，Q301三极管截止，U1芯片P3.1检测到低电平则发出一个开锁信号给开锁电路。
图13：刷卡开锁控制图[/URL][/URL]
图14：分机按键“开锁”控制图
[/URL]2. 5. 3电控锁部分[/URL]
当主机芯片检测到分机按键开锁或主机刷卡开锁时给U3输出一个信号，使U3的19脚输出一个低电平。此时驱动Q73导通，经过电阻限流使其Q72、Q71导通，给电控锁一个电压使其开锁。
图15：电控锁控制图
[/URL]2. 6主机到分机译码部分[/URL]
在没有人按的情况下，主机只对键盘电路进行扫描，当检测到有进出键按下时，P2.1管脚开始输出高电平控制Q202（9013）、Q201（9014）导通给U1P2.0接口端检测输出电压是否正常。主机编码信号是通过P2.3端口输出，经Q403（9014）放大，从集电极输出到主机TXD端口发送到分机RXD端口接收后，编码信号电压经电阻R24、R25分压，输入到芯片W74IC202的29脚与分机地址数据对应译码输出低电平信号0V从8脚RE2端口输出，同时对接的三极管Q15的发射极电压由5V变为0V而导通，集电极和D15、D17负极电压降低同时控制开关三极管Q14、Q16、发射极和集电极导通短路。三极管Q14的集电极输出受控12V经电容C13滤波后。一路是通过R49、R50分压给Q20提供偏置工作电压使它导通放大将译码信号（6V的电压）通过分机TXD端口到主机的RXD端，并且控制Q301（9015）导通，其集电极输出12V受控电压经电阻R303、R304分压给U1的P3.3端口提供检测电压U1反馈识别。当U1的P3.3端口识别到正常电压时立即通过P2.3端输出振铃音信号经Q403（9014）放大输出给分机振铃。分机摘机后，摘机信号通过RXD端反馈给主机的TXD端，通过电阻R320、R321分压给Q306提供偏压使其导通。同时Q305也导通集电极输出12V经电阻R325、R326分压给芯片提供状识别信号。主机芯片U1的P3.4端口识别到摘机信号。U1的P2.3停止发出振铃音信号并转入通话状态。另一路经SW6（NO）端到电阻R41、R40分压给芯片的28脚提供振铃维持电压，同时经D16降压、电阻R23限流后到振铃的输入端，再经Q16、SW5（NO）端给振铃音放大电路，振铃音通过Q17、Q81放大推动扬声器发出声音。
图17：分机电路图[/URL]
[/URL]结束语
由以上的课题设计可以看出，编码可视对讲系统是最有效辨别访客身份的一个系统。它不仅能从声音进行辨别，还可以从视频上进行辨别。它是从主机上的摄像头提取视频信号传送到分机，住户确认身份后可按开锁键开启电控锁。这样可以防止不明身份的人进入该单元楼，提高安全性能。
将近三个月的实习，我学到的很多也很系统。在学校学的相对比较偏向理论，在公司里学的比较偏向实践。在学校时，我就有接触关于楼宇对讲的知识，但是懂得的只是概念上的知识，知道主机可以呼叫分机，分机也可以呼叫管理机，就是这样的一种概念。但是经过专业的实习，我了解到这是一种系统，他需要软件控制，需要电源转换，还需要很多内在的东西来支撑。比如我现在写的是编码对讲系统，他是如何进行呼叫的，如何识别呼叫的，又如何开锁、视频的，在论文中我都有做详细的介绍。
刚开始的一个月时间，我们都是在进行理论培训，了解公司产品的类型，内部结构，电路原理，还进行系统配置培训。但是还是觉得不是很明白，与在学校学的几乎类似。但是在之后的一个月时间，我们被安排到维修组实习，对我而言，刚开始甚至都不敢修，慢慢的可以修一些简单的故障，如指示灯不亮，提示音异常等。在不断的学习中，我发现前面的理论知识慢慢的清晰了，可以学着开始看实物电路了。我想这就是进步吧！理论与实践的结合是学习的最好方式，学以致用是学习的最终目的。实习之后，感觉自己的专业知识有了一定的飞跃。
现在我的工作岗位是品管，主要负责公司的元器件检测。如黑白、彩色显像管，二极管，三极管，电容，以及一些芯片等。做这些工作会让人觉得很疲惫很没有劲，每天都做一样的事情。但是，觉得自己还没有真正的用专业的心在做事，所以会有这样的感觉。我想就像写这篇论文一样，得用全力以赴的心去对待，不断的发现问题，及时更正，那么工作就不是简单的做事了，而是在不断学习的过程。
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