HOÀNG QUỐC LIÊN
i MỤC LỤC
Danh sách các hình vẽ iv
Danh sách các bảng vi
Danh sách các chữ viết tắt vii
MỞ ĐẦU 1
GIỚI THIỆU CHUNG CHƢƠNG 1.
Phân loại thiết bị điều khiển từ xa theo đường truyền 2 1.1.
1.1.1. Điều khiển từ xa vô tuyến 2
1.1.2. Điều khiển từ xa hữu tuyến 2
Nội dung đề tài 3 1.2.
1.2.1. Mục đích báo động tự động 3
1.2.2. Mục đích điều khiển thiết bị, hệ thống điện 4
Phương án thiết kế 4 1.3.
1.3.1. Phương án 1: Sử dụng module điện thoại di động để nhận tín hiệu điều
khiển từ một điện thoại khác (cố định hoặc di động) 4
1.3.2. Phương án 2: Dùng vi điều khiển với tín hiệu phản hồi và phát đi tiếng
nói từ IC thu, phát tiếng nói 5
1.3.3. Lựa chọn phương án thiết kế 6
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY ĐIỆN CHƢƠNG 2.
THOẠI
Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại 7 2.1.
2.1.1. Định nghĩa về tổng đài 7
2.1.2. Chức năng của tổng đài 7
2.1.3. Phân loại tổng đài 8
HOÀNG QUỐC LIÊN
ii


3.3.4. Khối điều khiển thiết bị 58
3.3.5. Khối cảm biến hồng ngoại 59
3.3.6. Khối thu phát tín hiệu DTMF 61
Thiết kế phần mềm 63 3.4.
3.4.1. Lưu đồ chương trình chính 63
3.4.2. Chương trình chờ và nhận lệnh điều khiển 64
3.4.3. Chương trình thông báo trạng thái từng thiết bị 65
3.4.4. Chương trình con khởi tạo MT8880 66
3.4.5. Hai quá trình Truyền và Nhận của MT8880 69
3.4.6. Kết quả 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72
Tài liệu tham khảo 73

HOÀNG QUỐC LIÊN
iv Danh sách các hình vẽ
Hình 1-1: Điện thoại di động Ericsson T28 5
Hình 1-2: Main GSM Module Sim548 với vị trí 2 chân Tx và Rx 5
Hình 1-3: Mô hình ý tưởng hệ thống điều khiển qua mạng điện thoại cố định 6
Hình 2-1: Dạng sóng tín hiệu chuông 9
Hình 2-2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số 10
Hình 2-3: Dạng sóng tín hiệu báo bận 11
Hình 2-4: Dạng sóng tín hiệu hồi tiếp 11
Hình 2-5: Dạng sóng tín hiệu đảo cực 12
Hình 2-6: Trung kế 12
Hình 2-7: Trung kế CO - line 12
Hình 2-8: Trung kế hai chiều 13
Hình 2-9: Sơ đồ qui trình vận hành điện thoại bàn 21

vi Danh sách các bảng
Bảng 2-1: Bảng các thông số của mạch thuê bao điện thoại 16
Bảng 2-2: Phân loại tần số tín hiệu Tone 17
Bảng 2-3: Các tín hiệu thường nghe thấy trên đường dây điện thoại để bàn 22
Bảng 3-1: Giải thích chức năng từng chân MT8880 25
Bảng 3-2: Bảng mã hóa chức năng 31
Bảng 3-3: Chức năng thanh ghi nội MT8880 34
Bảng 3-4: Thanh ghi điều khiển A - CRA MT8880 34
Bảng 3-5: Thanh ghi điều khiển B - CRB MT8880 35
Bảng 3-6: Chức năng thanh ghi trạng thái MT8880 36
Bảng 3-7: Giải thích chức năng từng chân ISD1400 40
Bảng 3-8: Các chế độ hoạt động ISD1400 44
HOÀNG QUỐC LIÊN
vii Danh sách các chữ viết tắt
DTMF - Dual Tone Multi Frequence
PSTN - Public Switched Telephone Network

HOÀNG QUỐC LIÊN
vii
i
HOÀNG QUỐC LIÊN


GIỚI THIỆU CHUNG CHƢƠNG 1.
Phân loại thiết bị điều khiển từ xa theo đƣờng truyền 1.1.
Để phân loại các thiết bị điều kiển từ xa thì có khác nhiều phương pháp phân loại
và cũng chưa có một tiêu chuẩn cụ thể nào trong việc phân loại này. Tuy nhiên nếu
phân loại theo đường truyền tín hiệu giao tiếp giữa các thiết bị thì ta có thể phân chia
các thiết bị điều khiển từ xa theo hai hướng sau.
1.1.1. Điều khiển từ xa vô tuyến
Các thiết bị điều khiển thuộc loại này sẽ thực hiện việc truyền các tín hiệu giao
tiếp thông qua một môi trường không có dây dẫn. Môi trường truyền có thể là chân
không hoặc không khí và tín hiệu giao tiếp có thể là sóng vô tuyến, sóng âm thanh
hoặc là ánh sáng… Với các tín hiệu giao tiếp là ánh sáng hoặc sóng âm thanh thì
khoảng cách giao tiếp giữa các thiết bị là tương đối nhỏ, phù hợp với các ứng dụng
điều khiển trong gia đình (như điều khiển các thiết bị điện gia dụng, TV, tủ lạnh…).
Với các thiết bị sử dụng tín hiệu sóng vô tuyến để giao tiếp thì ta có thể tiến hành điều
khiển, giám sát ở các khoảng các lớn, phù hợp với các yêu cầu điều khiển của công
nghiệp, quốc phòng hoặc hàng không vũ trụ. Tuy nhiên những thiết bị này sẽ có giá
thành cao và khó có thể ứng dụng được ngay cho đời sống hằng ngày.
1.1.2. Điều khiển từ xa hữu tuyến
Với các thiết bị dạng này thì ta có thể truyền các tín hiệu giao tiếp thông qua các
môi trường truyền dẫn là các dây dẫn kim loại hoặc phi kim. Tín hiệu truyền dẫn chủ
yếu sẽ là các tín hiệu điện, hoặc trong một số trường hợp là tín hiệu quang đối với dẫn
dẫn là các sợi quang. Đặc biệt, với dạng điều khiển này ta có thể sử dụng đường truyền
của mạng điện thoại công cộng để tiến hành điều khiển các thiết bị từ xa. Với ưu điểm
là sự phát triển rộng khắp của mạng lưới điện thoại cũng như sự phát triển mạnh mẽ
của thiết bị đầu cuối đến từng gia đình người sử dụng thì phương pháp điều khiển
thông qua mạng điện thoại đang là một sự lựa chọn tối ưu về giá cả, hiệu năng cũng
như khoảng cách điều khiển đối với bài toán điều khiển các thiết bị dân dụng trong đời
sống hàng ngày.
HOÀNG QUỐC LIÊN

HOÀNG QUỐC LIÊN
4
GIỚI THIỆU CHUNG

1.2.2. Mục đích điều khiển thiết bị, hệ thống điện
Để điều khiển các thiết bị, đầu tiên người điều khiển phải gọi đến số máy điện
thoại đã được lắp đặt thiết bị điều khiển. Điện thoại được gọi sẽ được mắc song song
một thiết bị điều khiển vào đường dây điện thoại. Hệ thống cần điều khiển sẽ được
mắc với thiết bị điều khiển này. Sau một số hồi chuông đã được qui định sẵn, nếu
không có ai nhấc máy thì thiết bị sẽ tự động điều khiển đóng tải giả để kết nối thuê
bao. Sau khi kết nối, người điều khiển sẽ nghe câu thông báo, chẳng hạn như: “Đây là
hệ thống báo trộm và điều khiển thiết bị bằng điện thoại. Xin mời nhấn phím *”. Tiếp
theo, khi người sử dụng sẽ nhấn phím “*”thì thiết bị sẽ đưa ra câu thông báo: “Xin mời
nhập mã bảo vệ” và người dùng có thể xâm nhập vào thiết bị điều khiển sau khi nhập
đúng mật mã bảo vệ.
Nếu nhập sai mã bảo vệ thì thiết bị sẽ phát ra thông báo: “Mã bảo vệ sai”, khi đó
mạch điều khiển sẽ tắt tải giả vả thoát kết nối thuê bao.
Nếu nhập đúng Password, người sử dụng sẽ nghe thông báo yêu cầu nhấn “*” để
tắt các thiết bị, nhấn “#” để mở các thiết bị và nhấn “0” để nghe thông tin trạng thái
cũa mỗi thiết bị. Tương ứng với mỗi trường hợp nhấn “*”, “#”, hoặc “0” sẽ có yêu cầu
nhấn phím “1”, “2” hoặc “3” để chọn thiết bị tương ứng, hoặc nhấn “9” để ngắt tải giả,
đồng thời ngắt kết nối, đóng chương trình điều khiển.
Phƣơng án thiết kế 1.3.
1.3.1. Phƣơng án 1: Sử dụng module điện thoại di động để nhận tín hiệu điều
khiển từ một điện thoại khác (cố định hoặc di động)
Ở các điện thoại đời cũ như Ericsson T28, Siemen C55,… có tập lệnh AT, và có
chân Rx, Tx giao tiếp thông qua RS232. Với tập lệnh AT và giao tiếp qua chuẩn
RS232, ta có thể dùng vi điều khiển hoặc máy tính truyền lệnh điều khiển đến tất cả
các hoạt động của điện thoại, không cần bàn phím và màn hình. Với cách làm này, bộ
phận chính để truyền và nhận tín hiệu điều khiển là một main điện thoại và một vi điều

án này, tôi đã lựa chọn phương án 2 để thực hiện đề tài “Thiết kế và xây dựng hệ
thống giám sát, điều khiển tự động thông qua mạng điện thoại PSTN”. Hình 1-3: Mô hình ý tưởng hệ thống điều khiển qua mạng điện thoại cố định

Nhấn “*” để chọn tắt
Nhấn “1” để tắt đèn
HOÀNG QUỐC LIÊN
7
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY CHƢƠNG 2.
ĐIỆN THOẠI
Giới thiệu tổng quan về tổng đài điện thoại 2.1.
2.1.1. Định nghĩa về tổng đài
Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch, nó có nhiệm vụ kết nối các cuộc liên lạc
từ thiết bị đầu cuối chủ gọi (Calling Side) đến thiết bị đầu cuối bị gọi (Called Side).
Hay nói cách khác: Tổng đài là một hệ thống chuyển mạch có hệ thống kết nối các
cuộc liên lạc giữa các thuê bao với nhau, với số lượng thuê bao lớn hay nhỏ tuỳ thuộc
vào từng loại tổng đài, từng khu vực.
2.1.2. Chức năng của tổng đài
Một tổng đài điện thoại thường thực hiện các chức năng sau:
 Nhận biết được khi thuê bao nào có nhu cầu xuất phát cuộc gọi.
 Thông báo cho thuê bao biết mình sẵn sàng tiếp nhận các yêu cầu của thuê
bao.
 Nhận dạng thuê bao gọi: Xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó được
nối với mạch điều khiển.
 Tiếp nhận số được quay: Khi đã nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ bắt

 Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau
đó tất cả các đường nối đều được giải phóng.
 Giao tiếp được với những tổng đài khác để phối hợp điều khiển.
2.1.3. Phân loại tổng đài
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tổng đài điện thoại ngày càng phù
hợp với yêu cầu phát triển của xã hội. Quá trình hình thành của tổng đài bao gồm các
loại tổng đài sau:
 Tổng đài công nhân
Việc kết nối thông thoại, chuyển mạch dựa vào con người.

HOÀNG QUỐC LIÊN
9
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

 Tổng đài cơ điện
Bộ phận thao tác chuyển mạch là hệ thống cơ khí, được điều khiển bằng hệ thống
mạch từ. Gồm hai hệ thống chuyển mạch cơ khí cơ bản: chuyển mạch từng nấc và
chuyển mạch ngang dọc.
 Tổng đài điện tử
Quá trình điều khiển kết nối hoàn toàn tự động, vì vậy người sử dụng cũng không
thể cung cấp cho tổng đài những yêu cầu của mình bằng lời nói được. Ngược lại, tổng
đài trả lời cho người sử dụng cũng không thể bằng lời nói. Do đó, cần qui định một số
thiết bị cũng như các tín hiệu để người sử dụng và tổng đài có thể làm việc được với
nhau.
2.1.4. Các âm hiệu
Đường dây điện thoại hiện nay gồm có hai dây và thường gọi đó là Tip và Ring.
Tất cả các điện thoại hiện nay đều được cấp nguồn từ tổng đài thong qua hai dây Tip
và Ring. Điện áp cung cấp thường là 48 VDC, nhưng nó cũng có thể thấp đến 47 VDC
hoặc cao đến 105 VDC tuỳ thuộc vào tổng đài.


Hình 2-2: Dạng sóng tín hiệu mời quay số
 Tín hiệu báo bận (Busy signal)
Khi thuê bao nhấc máy để thực hiện một cuộc gọi thì thuê bao sẽ nghe một trong
hai tín hiệu:
Tín hiệu mời gọi cho phép thuê bao thực hiện ngay một cuộc gọi.
f
V
HOÀNG QUỐC LIÊN
11
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

Tín hiệu báo bận báo cho thuê bao biết đường dây đang bận không thể thực hiện
cuộc gọi ngay lúc này. Thuê bao phải chờ đến khi nghe được tín hiệu mời gọi. Khi
thuê bao bị gọi đã nhấc máy trước khi thuê bao gọi cũng nghe được tín hiệu này.
Tín hiệu báo bận là tín hiệu xoay chiều có dạng xung được tổng hợp bởi hai âm
có tần số 480Hz và 620Hz. Tín hiệu này có chu kỳ 1s (0.5s có và 0.5s không).

Hình 2-3: Dạng sóng tín hiệu báo bận
 Tín hiệu chuông hồi tiếp
Khi người gọi gọi đến một thuê bao, nếu không có một tín hiệu phản hồi từ thuê
bao thì người gọi sẽ không biết đã gọi được hay chưa. Người gọi sẽ không nghe một
âm thanh nào cho đến khi thuê bao đó trả lời. Để giải quyết vấn đề này tổng đài sẽ gửi
một tín hiệu chuông hồi tiếp về cho thuê bao gọi tương ứng với tiếng chuông ở thuê
bao bị gọi. Tín hiệu chuông hồi tiếp này do tổng đài cấp cho thuê bao bị gọi, được tổng
hợp bởi hai âm có tần số 440Hz và 480Hz. Tín hiệu này cũng có dạng xung như tín
hiệu chuông gửi đến cho thuê bao bị gọi, là tín hiệu hình sin có tần số khoảng 425 ± 25
Hz là hai tín hiệu ngắt quãng tương ứng nhịp chuông, biên độ 2VRMS trên nền DC
10V, phát ngắt quãng 2s có 4s không.

như sau:

Hình 2-6: Trung kế
 Trung kế CO-Line (Central Office Line)

Hình 2-7: Trung kế CO - line
Đảo cực
Tổng Đài A
Tổng Đài B
Tổng Đài A
Tổng Đài B
HOÀNG QUỐC LIÊN
13
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

o Kết nối hai dây cáp.
o Sử dụng đường dây thuê bao của tổng đài khác làm trung kế của tổng
đài mình.
o Có chức năng như máy điện thoại (nhận khung quay).
 Trung kế tự động 2 chiều E & M (Ear And Mouth Trunk).

Hình 2-8: Trung kế hai chiều
o Kết nối dây trên bốn dây Cable.
o Hai dây để thu tín hiệu thoại.
o Một dây để thu tín hiệu trao đổi.
o Một dây để phát tín hiệu trao đổi.
Giới thiệu tổng quan về máy điện thoại 2.2.
2.2.1. Giới thiệu
Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của hệ thống điện thoại, nó được lắp đặt tại

đường điện, lúc đó trên đường dây chỉ còn dòng tín hiệu thoại.
2.2.2. Chức năng của máy điện thoại
Bất cứ máy điện thoại nào cũng phải hoàn thành các chức năng sau:
 Báo hiệu cho người sử dụng điện thoại biết hệ thống tổng đài đã sẵn sàng hay
chưa sẵn sàng tiếp cuộc gọi. Chức năng này thể hiện ở chỗ phải báo hiệu cho
người sử dụng điện thoại bằng âm hiệu mời quay số hay âm hiệu báo bận.
 Phải gởi được mã số thuê bao bị gọi vào tổng đài. Điều này được thực hiện
bằng cách quay số hay nhấn phím.
 Chỉ dẫn cho người sử dụng biết tình trạng diễn biến kết nối bằng các âm hiệu
hồi âm chuông hay báo bận.
HOÀNG QUỐC LIÊN
15
TỔNG QUAN VỀ TỔNG ĐÀI VÀ MÁY
ĐIỆN THOẠI

 Báo hiệu cho người sử dụng biết thuê bao đang bị gọi thường là bằng tiếng
chuông.
 Chuyển đổi tiếng nói thành tín hiệu điện truyền đi đến đối phương và chuyển
đổi tín hiệu điện từ đối phương đến thành tiếng nói.
 Có khả năng báo cho tổng đài khi thuê bao nhấc máy.
 Chống tiếng gọi lại, tiếng keng, tiếng clic khi phát xung số.
Ngoài ra người ta còn chú ý đến tính năng tự động điều chỉnh mức âm thanh
nghe, nói. Tự động điều chỉnh nguồn nuôi, phối hợp trở kháng với đường dây. Ngoài
chức năng trên người ta còn chế tạo các máy điện thoại có khả năng sau:
 Gọi bằng số rút gọn.
 Nhớ số thuê bao đặc biệt.
 Gọi lại tự động: Khi gọi một thuê bao nào đó mà thuê bao này đang bận, ta có
thể đặt máy trong khi số thuê bao vừa được lưu trữ trong bộ nhớ máy điện
thoại. Sau đó ta nhấn một nút tương ứng, số điện thoại vừa gọi này được phát
đi, hoặc sau thời gian nào đó dù không nhấn nút gọi thì số điện thoại này cũng

17 dB
Méo dạng
Tổng cộng 50dB

Dòng chuông
90 Vrms / 20 Hz
75 đến 90 Vrms / 16 đến – 25 Hz
Thanh áp ống nối
70 đến 90 dB
<15 Db
Nguồn dòng điện thoại
25 mA đến 40 mA
35 mA
Tổng đài nhận biết trạng thái nhấc máy của thuê bao hay gác máy bằng cách sử
dụng nguồn một chiều 48VDC.
Khi gác máy tổng trở DC bằng 20KΩ rất lớn xem như hở mạch.
Khi nhấc máy tổng trở DC giảm xuống nhỏ hơn 1KΩ và hai tổng đài nhận biết
trạng thái này thông qua dòng DC xuất hiện trên đường dây. Sau đó, tổng đài cấp tín
hiệu mời gọi lên đường dây đến thuê bao.
Dòng điện cấp chuông: Tổng đài cấp dòng chuông cho thuê bao bị gọi, dòng
chuông tổng đài cấp là dòng điện xoay chiều hình sin hoặc xung có tần số f = 25Hz, có
áp từ 75V
RMS
đến 110V
RMS
.
2.2.4. Nguyên lý thông tin điện thoại
Thông tin điện thoại là quá trình truyền đưa tiếng nói từ nơi này đến nơi khác,
bằng dòng điện qua máy điện thoại. Máy điện thoại là thiết bị đầu cuối của mạng
thông tin điện thoại.

942
1209
2
942
1336
3
942
1477
4
942
1209
5
942
1336
6
942
1477
7
942
1209
8
942
1336
9
942
1477
*
942
1209
0