一种基于路灯补偿电容的电缆防盗系统设计

在图3电路中，利用单片机在读写过程中，ALE管脚自动变为低电平的特性，将单片机的ALE管脚和MT8888的CS_自接相连，使在单片机与MT8888传送数据时自动选中MT8888芯片。在拨号阶段，先对MT8888进行初始化，再通过设置MT8888的控制寄存器A与控制寄存器B，使MT8888工作在DTMF模式和BURST模式下。随后，通过MT8888的D0～D3管脚，向MT8888发送预存的电话号码，经MT8888编码后，生成DTMF信号，再由MT8888的Tone管脚送到电话交换机。应注意的是，对MT8888芯片而言，DTMF信号的0对应的是编码中的“1010”而非0000”。TONE脚到电话线之间要有一个二极管，如图3的D8888_1，具有保护电路的作用，防止在检测回铃音时，从交换机发送的回铃音信号送到MT8888的输出端，影响MT8888的正常工作。在摘机判别阶段，通过设置MT8888的控制寄存器A和B，使MT8888工作在CALL与BURST工作模式下。此时，回铃音先从
MT8888的IN脚输入，经MT8888的转换，变成脉冲信号，经MT8888的IRQ_管脚，送到单片机的T1脚，经过单片机计算该脉冲的占空比和周期，就可判断出是否为回铃音，这就能确定电话是否接通。如果对方摘机应答，交换机就会停止送回铃音，系统则可判断对方已经摘机，此时，单片机可向语音模块发送播放语音的指令。

2．4 语音模块设计
设计采用人性化设计，使用语音报警。在进行语音模块设计时，为方便控制及传送高度保真语音，采用ISD25120芯片。

设计中采用的电路如图4所示，图中总线(A0～An)与单片机相连，OU_HE与电话线接口电路相连。考虑到远距离测量补偿电容时会产生较大误差，设定的检测距离会缩短为东西各750 m，再考虑到单片机的管脚数目及语音的连续性，采用了ISD25120的地址模式。在录音阶段，则采用地址模式，使用ISD25120芯片的录音电路，将分解的语音段存储在不同的地址上，以被单片机调用，组成所需的语音。具体的录音长度可自由更改，但要防止因重叠而产生的语音覆盖现象。在放音阶段，先使CE_变为低电平，选中ISD25120；然后使PD由高电平变为低电平，P ／R_脚变为高电平，再通过控制语音芯片的地址，调用各段语音，根据语音段的结束标志_OEM，转到下一段语音，这就能组成各种情况的语音。
2．5 电路设计
为能够将双音多频信号及语音信号耦合到电话线上，又不使电话线上相对较高的电压加到电路上，以至于损害电路，可通过继电器，控制摘机操作。当继电器闭合时，300 Ω电阻就并联在电话线的两端，使电话线上两端的电压下降，达到模拟摘机的作用。同时在电路中采用耐压电容隔绝电话线上的直流电压，通过1：1音频耦合变压器，将音频信号耦合到电话线上。

3 软件部分设计
根据从变电所输出8根主线，每根主线包含三根火线和一根零线。如果给主线编号，各个主线与变电所及马路的位置是按如下规定，第1、2号主线的方向是从变电所向东马路右侧；第3、4号主线的方向是从变电所向东马路左侧；第5、6号主线的方向是从变电所向西马路右侧；第7、8号主线的方向是从变电所向西马路左侧。相邻两根主线的结构及其电灯的分布特点如图5所示，每根主线上两盏相邻的电灯的距离是100 m，相邻的两条主线上对应的两盏相邻电灯之间的距离为50 m。

在确定断线的方位和位置时，根据电灯的电容特性，可依次扫描各个主线上的各根火线与零线之间的电容值，来确定对应火线上电灯的个数，进而判定断点处的位置。以第1、第2号主线为例，如图5所示。在扫描主线1时，先扫描火1与零1之间灯的个数，可确定断点处在灯1和灯7之间，再扫描火2与零1之间灯的个数，就可知道断点处在灯2和灯7之间，接着扫描火3与零1之间灯的个数，则可确定断点处在灯2与灯3之间。和扫描主线1的步骤相同，接着扫描主线2，就可发现断点处位于灯4与灯5之间。然后根据主线1与主线2之间的位置关系，可确定断点处位于灯2和灯5之间，位置可以精确在50 m范围内。
程序初始化阶段包含要用到的各个参数的初始值的设定和单片机的自学习过程。自学习就是每次系统启动时，单片机通过计算从555芯片送入的脉冲周期，确定电灯的个数，并将结果作为基准存储到指定单元中，当系统在运行过程中发现某条电缆上电灯数目与存储单元中与其对应的电灯个数不同时，就会启动报警程序。增加自我学习过程是为应对以后变电所有可能根据实际需要而做出的电灯的正常增减，使系统不至于在正常增减的情况下，发生错误报警，提高系统的自适应性。摘机并报告位置的程序流程图如图6。在此程序流程图中，是以单片机存放两组电话号码为例说明报警的过程，并可根据需要，自由增减电话号码。