通信网络的通话技术述评

开关电源电路单元系统的电源部分采用开关电源电路，在开关电源电路中，由于晶体管在激励信号的激励下，交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率高，所以功耗小，效率高。在这里，我们用的是UC3843这个电流模式控制的芯片构成隔离型BUCKDC－DC电路。电路中采用一个高频开关变压器从而实现了输入与输出的电气隔离。利用这个电路可以将12V的直流电源转换成无线通信GSM模块(SIM900A)所需要的4．2V的直流电源。在电路中通过电流取样电阻，形成电流反馈;DC－DC控制芯片(UC3843)输出开关信号，用来控制功率MOSFET的导通与截止。这里的功率MOSFET选用的是IRF3205，当它导通时，输入电压加在变压器上，高频变压器将电能转换成磁能储存在电感中，负载仅有输出滤波电容提供电能;当MOSFET关断，变压器释放能量传第给负载。采用PWM控制的DC－DC电路可以简化电路并使电源高效率，更理想的传递能量。信号检测与控制单元在整个单元里面，微型单片机STC11F05E是我们的核心部分，该芯片具有体积小、成本低、集成度高等优势。在我们的这个单元电路中还预留了单片机的程序烧写接口，所以非常方便我们进行程序的烧写和后续的升级。当轿厢中人员按下呼救按钮时，保护电路中的三极管MMBT2907L开始导通，使得三极管B772变得截止，VIN1的电平由12V变成5V，从而使得变压器两端产生压差，这样的话就可以改变三极管MMBT4401的导通状态，从而改变输出电平;单片机就可以检测到I/O口电平信号的变化，然后做出控制判断，并且通过另一个I/O口发送电平信号来激活GSM通信模块SIM900A，控制其进行拨号和通信。同时，单片机通过给下图中的P1.3口一个高电平信号，使得三极管得以导通，继电器就可以改变状态，最后接通语音通路。

为了确保通信的有效性，我们在设计时要求呼叫按钮按住的时间必须满足设定的时间(一般根据人体反应设为大于20ms，小于5000ms)才能进行有效呼叫。在整个单元里面，微型单片机STC11F05E是我们的核心部分，该芯片具有体积小、成本低、集成度高等优势。在我们的这个单元电路中还预留了单片机的程序烧写接口，所以非常方便我们进行程序的烧写和后续的升级。当轿厢中人员按下呼救按钮时，保护电路中的三极管MMBT2907L开始导通，使得三极管B772变得截止，VIN1的电平由12V变成5V，从而使得变压器两端产生压差，这样的话就可以改变三极管MMBT4401的导通状态，从而改变输出电平;单片机就可以检测到I/O口电平信号的变化，然后做出控制判断，并且通过另一个I/O口发送电平信号来激活GSM通信模块SIM900A，控制其进行拨号和通信。同时，单片机通过给下图中的P1．3口一个高电平信号，使得三极管得以导通，继电器就可以改变状态，最后接通语音通路。为了确保通信的有效性，我们在设计时要求呼叫按钮按住的时间必须满足设定的时间(一般根据人体反应设为大于20ms，小于5000ms)才能进行有效呼叫。无线通信电路单元我们采用的GSM通信模块是SIM900A，该模块带有屏蔽罩，而且集成度非常高、体积也很小。无线主机上电后，SIM900A就会从SIM卡中读取信息并进行注册，我们都可以从状态指示灯中看到SIM卡是否注册成功。单片机通过给P1．6口一个高电平信号，使得MMBT4401三极管得以导通，这样就降低了SIM900A中PWRKEY的电平，从而激活SIM900A模块。由于SIM900A的RXD和TXD口的电平都被限制为3．3V，而单片机的I/O口电平是5V，所以在二者进行通信时还必须进行电平的转换，我们采用的是三极管MMBT4401来实现此技术，大大的节省了设计的成本。模块正常工作后就开始按照系统设计好的电话号码进行循环有序的拨号，当一个电话在一定的时间内无人接听时，系统会自动跳到下一个电话号码进行拨号，直到有人接到电话为止，这样就增加了通信的可靠性。

线性电源单元线性电源单元是一个非常简单的电源电压转换电路，它主要是实现12V到5V的电压转换，用来给单片机STC11F05E来供电的。该单元电路的核心器件是一个三端稳压管L7805，当12V电压输入时，经过电源滤波和二极管1N4004输入到L7805中;输出端经过一系列的滤波电容就得到了纯净的DC5V电压了。线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，纹波也很小，不到1%。语音电路单元无线通信单元中音频信号，它的输入和输出分别通过LM358和TDA2003两款芯片来进行处理。语音电路单元中涉及到了声音的放大、消除噪声、消除侧音等技术。TDA2003这种功放在多媒体中可以说是用得最普遍的一款了，功率不大，而且失真度也很小，才0．5%。从SIM900A中管脚GSM_SP+输出的音频信号经过TDA2003进行功率放大，再从放大管子中的4号管脚输出，通过一些电阻和电容，搭建信号的反馈和滤波电路，使得输出声音更加清晰，音质也特别好。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。从轿厢中的MIC输入音频信号，经过LM358的放大，再通过变压器进行阻抗匹配，从而得到纯净的声音信号，最后输入到无线通信单元电路中。

基于GSM网络电梯五方通话系统是现在电梯紧急呼叫中最容易安装和实用的一套紧急求救系统，它充分利用了现有的GSM的网络平台，通过它来进行无线语音传输。整套系统具有以下功能:(1)无线通话功能，在构筑通话网络时，无需布线，电话终端的选择性方便可靠。(2)固定的号码回拨功能，设置好在SIM卡中的电话可以回拨给电梯轿厢，别人无法拨打这个号码，这样即保护了电梯轿厢的电话，同时也增加了电梯救护人员与被困人员的互动性。(3)循环拨打号码功能，当设置在SIM卡里面的第一个电话号码无人接听时，系统会继续进行下一个号码来拨号，依次类推，直到中间有人接听到电话为止。最多系统可以进行5个号码的循环拨号。(4)安抚功能，在电话还没有建立之前，系统会播放一段安抚语音来安抚被困人员。

作者：李文峰 李志华 韩非 单位：西安科技大学通信与信息工程学院 西安终南信息技术有限公司