Hế thống báo chat qua mạng điện thoại

52(4): 38 - 40<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 4 - 2009<br /> <br /> HỆ THỐNG BÁO CHÁY QUA MẠNG ĐIỆN THOẠI<br /> Nguyễn Thanh Hà (Đại học Thái Nguyên)<br /> <br /> Tóm tắt<br /> Với yêu cầu của việc cảnh báo kịp thời khi có cháy và sự phát triển nhanh chóng của hệ thống<br /> thông tin điện thoại công cộng, thì việc báo cháy qua mạng điện thoại là rất cần thiết, nó giúp ta giảm thiểu<br /> những thiệt hại do hỏa hoạn gây ra. Bài báo này đưa ra một giải pháp xây dựng một hệ thống báo cháy dựa<br /> trên mạng điện thoại công cộng để có thể truyền tín hiệu thông báo một cách kịp thời.<br /> I. Mở đầu<br /> <br /> Trong cuộc sống luôn tồn tại những khu vực<br /> rất dễ xảy ra cháy nổ, đòi hỏi phải có biện pháp<br /> phòng cháy và cảnh báo kịp thời khi có cháy xảy<br /> ra. Do đó việc lắp đặt các hệ thống báo cháy có<br /> tầm quan trọng hết sức to lớn. Nó giúp ta phát hiện<br /> nhanh chóng, chữa cháy kịp thời ở thời kỳ đầu của<br /> vụ cháy, bảo vệ tài sản cho nhân dân, nhà máy,<br /> xưởng sản xuất. Việc phòng cháy chữa cháy hiện<br /> nay trở thành mối quan tâm hàng đầu của nước ta<br /> cũng như nhiều nước trên thế giới. Cùng với sự<br /> phát triển nhanh chóng của hệ thống thông tin điện<br /> thoại, thì việc báo cháy qua mạng điện thoại là rất<br /> cần thiết, nó giúp ta cảnh báo kịp thời những thông<br /> tin về vụ cháy đến các cơ quan chức năng. Bài báo<br /> này đưa ra một giải pháp xây dựng một hệ thống<br /> báo cháy dựa trên mạng điện thoại công cộng để<br /> có thể truyền tín hiệu thông báo một cách kịp thời.<br /> II. Mô hình hệ thống<br /> 1. Mô hình cấu trúc kết nối hệ thống<br /> Ta có thể xây dựng một mô hình kết nối của hệ<br /> thống như hình 1. Mô hình cấu trúc kết nối của hệ<br /> thống trên cho phép kết nối hệ thống với mạng<br /> điện thoại công cộng. Với hệ thống này, khi có sự<br /> cố cháy xảy ra hệ thống sẽ tự động kết nối từ máy<br /> điện thoại cố định vào hệ thống tổng đài của mạng<br /> điện thoại công cộng để phát tín hiệu cảnh báo<br /> cháy tới người sử dụng và cơ quan có chức năng.<br /> <br /> 2. Sơ đồ khối của hệ thống<br /> 2.1.Chức năng các khối của hệ thống:<br /> 2.1.1. Khối giải mã thu phát DTMF (Dual Tone<br /> Mutil Frequency)<br /> Chức năng chính của khối này là mã hoá và<br /> giải mã tín hiệu DTMF cho hệ thống khi thực hiện<br /> cuộc gọi đi (gửi cảnh báo) hoặc nhận cuộc gọi đến<br /> (thông tải giả để điện thoại hoạt động bình<br /> thường). Do hệ thống sử dụng môi trường giao<br /> tiếp là mạng điện thoại dùng mã DTMF theo<br /> chuẩn viễn thông của mạng viễn thông. Trung tâm<br /> của khối này là Chip giải mã DTMF MT8880C.<br /> 2.1.2 Khối phát hiện tín hiệu đảo cực<br /> Đây là hệ thống điều khiển hai chiều (thu và<br /> phát) nên cần thiết phải thực hiện được cuộc gọi<br /> như một máy điện thoại thông thường. Khi có tín<br /> hiệu cảnh báo, đồng thời hệ thống cần gửi tín hiệu<br /> cảnh báo này đến một hoặc nhiều số điện thoại đã<br /> được đặt sẵn trong chương trình thì khối xử lý<br /> Trung tâm sẽ đợi lệnh cho khối giải mã thu phát<br /> DTMF phát số cần gọi. Hệ thống phải đợi cho đến<br /> khi số máy được gọi có người nhấc máy và tổng đài<br /> sẽ gửi tín hiệu đảo cực trở lại cho hệ thống. Lúc<br /> này, khối cảm biến tín hiệu đảo cực sẽ nhận được<br /> tín hiệu này và báo cho khối xử lý trung tâm biết là<br /> đường thoại đã thông và đang kết nối. Khối xử lý<br /> trung tâm sẽ phát tín hiệu cảnh báo lên đường TipRing và tới máy gọi được.<br /> <br /> Hình 1: Mô hình tổng thể cấu trúc kết nối của hệ thống<br /> <br /> 1<br /> <br /> 52(4): 38 - 40<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 2.1.3. Khối cảm biến tín hiệu cháy và<br /> kiểm soát nhiệt độ.<br /> Đây là thiết bị chuyên dùng cho các<br /> hệ thống cảnh báo nhằm phát hiện ra sự TIP<br /> thay đổi đột ngột của nhiệt độ (sự gia tăng<br /> Rin<br /> g<br /> nhiệt độ đột ngột trong thời gian ngắn)<br /> hoặc phát hiện thấy nồng độ khói có khả<br /> năng sinh cháy tại vùng cần cảnh báo. Khi<br /> đó khối này sẽ báo cho khối xử lý trung<br /> tâm biết để gửi cảnh báo tới số điện thoại<br /> cho trước, đồng thời phát cảnh báo tại chỗ<br /> bằng còi và đèn .<br /> 2.1.4. Khối kết nối thuê bao<br /> Khi có cuộc gọi đến yêu cầu điều khiển<br /> thiết bị, thì khối xử lý trung tâm nhận được<br /> tín hiệu chuông từ khối cảm biến tín hiệu<br /> chuông. Nhưng để hệ thống hoạt động như<br /> một máy điện thoại thông thường, tức là<br /> phải nhấc máy thì khối trung tâm sẽ yêu cầu<br /> khối kết nối thuê bao làm việc này (tương<br /> tự như hành động nhấc máy khi có người<br /> gọi tới) để thông thoại và nhận yêu cầu từ<br /> người sử dụng. Khối này khi thực hiện việc<br /> kết nối sẽ đóng cho một tải giả (có nội trở<br /> tương đương với nội trở của một máy điện thoại cố<br /> định thông thường) kết nối đường Line. Khi đó tổng<br /> đài sẽ phát hiện mức điện áp giảm sút trên đường<br /> Line (còn khoảng 15V) và sẽ cho máy điện thoại<br /> gọi đến kết nối với hệ thống.<br /> 2.1.5. Khối xử lý trung tâm<br /> Đây chính là trái tim của hệ thống, phần quan<br /> trọng nhất quyết định đến sự hoạt động của toàn<br /> bộ hệ thống. Tại đây sẽ nhận, xử lý và phản hồi<br /> toàn bộ thông tin được đưa đến từ các khối, cũng<br /> như người sử dụng. Khối này sử dụng một phần<br /> mềm hệ thống linh hoạt và mềm dẻo để điều khiển<br /> mọi hoạt động cũng như các lệnh trước khi được<br /> các khối khác thi hành. Phạm vi điều khiển được sử<br /> dụng cho khối này là Chip AT 89C51.<br /> 2.16. Khối nguồn<br /> Khối này sẽ đảm bảo cho đầu ra đủ hai mức<br /> điện áp 12VDC và 5VDC sạch và ổn định cấp cho<br /> toàn hệ thống. Điều quan trọng đảm bảo cho sự ổn<br /> định nguồn DC là lấy ra từ Acqui và Acqui này<br /> được nạp bằng mạch tự động nạp. Chính vì đảm<br /> bảo được chức năng cấp nguồn ổn định nên hệ<br /> thống vẫn hoạt động bình thường ngay khi mất<br /> nguồn 220VAC.<br /> <br /> 4 - 2009<br /> <br /> Ph¸t DTMF<br /> (MT8880)<br /> <br /> Ph¸t<br /> hiÖn tÝn<br /> <br /> hiÖu<br /> <br /> ®¶o<br /> C¶m<br /> cùc<br /> biÕn tÝn<br /> hiÖu<br /> <br /> Khèi<br /> xö lý<br /> Trun<br /> g t©m<br /> AT89<br /> C51<br /> <br /> B¸o ®éng<br /> t¹i chç<br /> <br /> ch¸y C¶m<br /> To<br /> <br /> biÕn tÝn<br /> hiÖu<br /> <br /> ch¸y -<br /> <br /> KÕt onèi<br /> T<br /> thuª<br /> bao<br /> KhuÕch<br /> ®¹i tÝn<br /> hiÖu tho¹i<br /> <br /> +1<br /> 2V<br /> <br /> + 5V<br /> Khèi<br /> ph¸t<br /> tiÕng nãi<br /> <br /> Nguån<br /> <br /> Hình 2: Sơ đồ khối hệ thống báo cháy sử<br /> dụng chip AT89C51 có kết nối với điện thoại<br /> <br /> 2.1.7. Khối cảnh báo tại chỗ<br /> Khối này bao gồm loa báo động, đèn nháy được<br /> lắp đặt tại khu vực cần cảnh báo. Khi hệ thống nhận<br /> được cảnh báo trộm, cháy và sự gia tăng nhiệt độ<br /> thì ngoài việc gửi cảnh báo đến người sử dụng thì<br /> ngay lúc đó khối cảnh báo sẽ hoạt động và đưa ra<br /> cảnh báo tại chỗ bằng loa và đèn nháy.<br /> 2.1.8. Khối phát tiếng nói<br /> Khối này cho phép giữ các câu ngắn lưu trong<br /> bộ nhớ và phát lên đường dây để giao tiếp với<br /> người sử dụng. Người sử dụng qua đó có thể biết<br /> chính xác trạng thái của các thiết bị, khối này có<br /> thể sử dụng họ IC ngữ âm ISD (như ISD1420, ISD<br /> 2560,…)<br /> 3. Hoạt động của hệ thống qua sơ đồ khối<br /> Khi hệ thống được cấp nguồn 220VAC, đường<br /> Line (Tip- Ring) đã được đấu nối thì hệ thống bắt<br /> đầu hoạt động với tình trạng ban đầu (Stand by)<br /> như sau: Tất cả các tiếp điểm của Relay ở khối<br /> điều khiển hở (các thiết bị đều ngừng hoạt động).<br /> Chức năng cảnh báo cháy sẵn sàng hoạt động (sẽ<br /> cảnh báo ngay sau khi có sự cố xảy ra).<br /> Khi có sự cố (có tín hiệu cháy và khói) tại nhà,<br /> văn phòng, của người sử dụng, lập tức hệ thống sẽ<br /> <br /> 39<br /> <br /> 52(4): 38 - 40<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> cảnh báo tại chỗ bằng loa và đèn nháy đồng thời<br /> quay số điện thoại khẩn cấp (đã được lưu trước<br /> trong bộ nhớ hệ thống), phát thông báo cho người<br /> sử dụng biết sự cố này dưới dạng các câu nói ghi<br /> sẵn trong bộ nhớ hệ thống.<br /> Tên<br /> cảnh<br /> báo<br /> Có sự<br /> cố cháy<br /> khói,<br /> nhiệt độ<br /> <br /> Phản hồi cảnh báo<br /> bằng các câu nói<br /> ngắn.<br /> “Hiện tại nhà bạn đang<br /> cháy xin hãy xử lý<br /> ngay”<br /> “Hiện tại số nhà X,<br /> đường Y đang cháy.<br /> Xin hãy đến ngay”<br /> <br /> 4 - 2009<br /> <br /> viễn thông cho những ứng dụng dân dụng hiệu quả.<br /> Hệ thống báo cháy qua mạng điện thoại sẽ giúp việc<br /> cảnh báo một cách kịp thời và hiệu quả, giúp cơ quan<br /> chức năng và người sử dụng kịp thời xử lý, tránh<br /> những thiệt hại lớn do báo động chậm gây ra.<br /> <br /> Số điện thoại của<br /> người<br /> sử<br /> dụng<br /> Số ĐT 1:<br /> 0280.742742<br /> Số ĐT 2:<br /> 0913.073591<br /> Số ĐT: 114<br /> <br /> Bảng 1: Tín hiệu cảnh báo khi sự cố cháy, khói<br /> <br /> Quá trình cảnh báo sự cố cháy và khói:<br /> Tiếp điểm của các đầu báo khói cháy thường<br /> đóng hoặc mở. Khi có sự cố (nhiệt độ gia tăng đột<br /> ngột, nồng độ khói cao thì các tiếp điểm này lật<br /> trạng thái và gửi sự thay đổi này về khối xử lý<br /> trung tâm thông qua khối cảm biến tín hiệu (cháy,<br /> khói). Khối xử lý trung tâm phát tín hiệu cảnh báo<br /> và điều khiển báo động tại chỗ bằng còi (Loa<br /> 15W) và bằng đèn nháy. Đồng thời khối xử lý trung<br /> tâm điều khiển khối kết nối thuê bao (giả tín hiệu<br /> nhấc máy của điện thoại) sau khi có tín hiệu mời<br /> quay số của tổng đài gửi đến sẽ gọi trong bộ nhớ 2<br /> số điện thoại cảnh báo đã được lưu sẵn và lệnh cho<br /> khối phát DTMF quay tới 2 số điện thoại trên. Mỗi<br /> số điện thoại được quay trong 20 giây cho đến khi<br /> nào kết nối được thì quay số tiếp theo. Trong trường<br /> hợp một số nào đó không có người nhấc máy thì hệ<br /> thống sẽ lần lượt quay các số tiếp theo và quay số<br /> đó trong lượt tới cho đến khi kết nối được với số<br /> cần quay. Sau khi đã có người nhấc máy, tổng đài<br /> sẽ gửi một tín hiệu đảo cực về hệ thống, khối cảm<br /> biến tín hiệu đảo cực sẽ nhận được tín hiệu và thông<br /> báo với khối điều khiển trung tâm là đường Line<br /> được kết nối. Khi đó khối điều khiển trung tâm điều<br /> khiển khối phát tiếng nói phát ra các câu thông báo<br /> ngắn đã ghi sẵn tới người nhấc máy. Ví dụ: Khi gọi<br /> quay đến số 114, khi có tín hiệu nhấc máy thì sẽ<br /> điều khiển phát câu thông báo “Hiện tại số nhà X,<br /> đường Y đang có cháy. Xin hãy đến ngay”<br /> <br /> Hình 3: Một modul giám sát cảnh báo cháy<br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> [1]. Phạm Đình Nguyên, Phạm Quốc Anh, Bài giảng<br /> điện thoại cơ sở, Trung tâm bưu chính viễn thông<br /> TP.HCM<br /> [2]. Tống Văn On, Truyền dữ liệu, Trường Đại Học<br /> Bách Khoa TP.HCM<br /> [3]. Dương Minh Trí, Sơ đồ chân linh kiện bán<br /> dẫn,(1997), Nhà xuất bản KHKT<br /> [4]. Ngô Diên Tập, Vi xử lý trong đo lường và điều<br /> khiển, Nhà xuất bản KHKT<br /> [5]. Whitham D.Reeve, Báo hiệu và truyền dẫn số của<br /> mạch vòng thuê bao,(1997),Nhà xuất bản Giáo dục<br /> [6]. Tổng cục bưu điện, Thiết bị đầu cuối thông tin<br /> [7]. I.Scott MacKenzie, The 8051 Microcontroller,<br /> (1995), Nhà xuất bản Printice Hall<br /> [8]. The 8051 Family of Microcontroller<br /> [9]. Tocci, Digitall System, (1994), Nhà xuất bản<br /> Printice Hall<br /> [10]. F. H. Mitchell, (1988), Introduction to Electronics<br /> Design,Nhà xuất bản Printice Hall<br /> <br /> III. Kết luận<br /> <br /> Trên cơ sở phân tích chức năng, phương thức<br /> hoạt động giữa tổng đài và thuê bao điện thoại, bài<br /> báo đã đưa ra giải pháp để truyền tín hiệu báo cháy<br /> qua mạng điện thoại. Hệ thống đã kết hợp được<br /> những ứng dụng của vi xử lý, vi điều khiển và mạng<br /> <br /> 40<br /> <br /> 52(4): 3 - 12<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 4 - 2009<br /> <br /> Summary<br /> FIRE ALARM SYSTEM THROUGH PSTN<br /> In order to have an opportune fire alarm system in the developing phase of Publish Switching Telephone Network<br /> (PSTN), the automatic system of fire alarm over telephone line becomes very necessary, helping to reduce fire<br /> damages. The article shows a solution of building a fire alarm system through PSTN so that fire signals could be<br /> announced timely.<br /> <br /> 41<br /> <br />