船舶机舱自动检测系统报警控制器设计

船舶机舱自动检测系统报警控制器的设计摘要：文章介绍了报警控制器的设计，它的硬件是以复杂可编程逻辑器件和双音多频为主。在船舶自动检测系统中应用该控制器，能够对机舱内的转速、水温、油温、油压等进行参数进行报警和检测。采用了vhdl语言编程来实现报警控制器的功能。它具有较高的灵活性和适应性，能够根据具体的要求，来对所需功能进行更新。

关键词：报警控制器 vhdl 机舱船舶

随着社会经济的飞速发展，海上船舶运输业的业务需求量也在逐年增加。目前，世界上已经研发出成套的机舱报警与检测系统，它可以有效地减少或避免机舱内所发生的事故。船舶的关键部分是机舱，机舱是产生事故的主要根源。机舱的报警与检测系统被广泛应用于高档和大型船舶上，但缺点是此系统的主要硬件灵活性不够高、而且价格比较昂贵。通过研究与设计，本文介绍了一种以双音多频和复杂可编程逻辑器件为主要硬件的船舶机舱报警控制器，当机舱内出现转速、水温、油温、油压等设备参数异常的情况时，此系统就会通过打电话报警的形式发出警告信号。正因为这种报警系统有着结构简单、灵活性强等优点，且采用了软件编写的方式实现该新型报警系统的功能，所以能有效的解决传统报警器存在的问题。

1、系统功能介绍

这种船舶机舱报警系统是由多路传感器来完成自动检测任务

的。其系统的主要功能是对转速、水温、油温、油压等信号进行检测工作和报警工作。当多路传感器检测到例如转速、水温等超过警戒值时的异常信号时，则会驱动显示电路，并对异常信号的类别进行识别，与此同时，启动双音多频芯片进行拨号。报警控制器具备如下功能：发出摘机/挂机指令、对电路是否处于可拨号状态进行判断、以及拨号有效后的处理等等。

2、报警控制器电路

报警控制器采用了硬件描述语言和原理图相结合的混合输入方式，故其功能也就相对比较复杂。应先建立相对应的电路图，即按照设计的要求来划分若干功能模块，使用vhdl语言对各个模块进行编程后，就可以进行系统的仿真以及测试。双音多频收发时序模块、电话音信号识别模块judge以及摘、挂机控制模块pick是组成报警控制器的三个功能模块。报警控制器的3个模块共同使用一个系统时钟clk。

3、设计部分模块

本文针对电话音识别模块以及摘机/挂机模块的设计进行了介绍。

3.1电话音识别模块judge

电话音识别模块的功能是对忙音、回铃音、和拨号音进行区分。经过mt8880的处理后，这3种声音会呈现出不同频率的脉冲信号。在一定的时间内，分别对它们进行计数，会得出不同的结果。在进行识别时，电话音识别模块采用了2个计数器，一个对mt8880的

输出信号进行计数，还有一个用于定时。电话音识别模块如图1所示。在此，我们介绍一下判断信号音的原理。电话系统信号音的忙音、回铃音、拨号音在时间上有明显的差异，而且断续比也不同，如果对mt8880输出的irq信号进行五秒的计数，则无信号音的计数为零，忙音的计数范围为1041至1212，回铃音的计数范围在425至475，拨号音的计数范围为2125至2375。以此为基础，电话音识别模块中的一个计数器计数clk时钟信号进行计数，并产生五秒的控制信号。另外一个计数器则对irq发送来的脉冲进行计数。

摘机信号pick同时启动2个计数器，并且在五秒钟之后，进行第二个计数器计数值的判断。在识别拨号音和忙音时，以两者的计数中间值1668为判断的依据，这样可以有效减小误差。原理相同，在回铃音和拨号音两者中取858，也就是说在五秒钟内，第二个计数器的技术结果接近于零则表示无信号音，858以下则是回铃音，858与1668之间则为忙音，超过1668为拨号音。所以，计数值在大于1668的情况下，电话系统是处于可拨号的状态。

3.2摘机/挂机模块pick

摘机、挂机模块有六个输入脚和一个输出脚，每个引脚都是高电平有效的。摘机、挂机模块的引脚分布参考图2。

pick为摘机/挂机信号输出脚，高电平的情况下摘机，相反则挂机。pick输出高电平的情况是要求busy为低电平（系统不忙时）并且en是在高电平的状态时。当发生异常信号时，pick输出高电平，那么en是输入高电平有效的；若此时busy为高电平的话，即

此时电话音识别模块传送过来的信号为系统繁忙时，摘机、挂机模块则会输出挂机信号，系统将会在2秒钟后重启摘机，持续到电话音转为可拨号的状态。当完成拨号后，摘机、挂机模块产生挂机输出信号，此时的stop为高电平状态。

结束语

由可编程逻辑器件来实现对报警控制器的操作。由芯片和vhdl 程序来实现控制电路的全部功能，系统应用了eda自顶向下的设计方法，要更新拨号对象，只需对程序进行修改即可。该系统实现了对转速、水温、油温、油压等参数进行电话报警和检测，它具有接口电路简单以及灵活性高等特点。本文归纳了系统的工作步骤：开始；初始化；延时五秒；如有报警信号，则识别并驱动显示电路（没有信号则返回上一步继续监控是否有报警）；启动双音多频进行拨号；拨号成功；如拨号失败，则返回上一步重新启动双音多频进行拨号。

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