电视故障语音提示和远程监控系统设计

侯昭武

(钦州学院物理与电子工程系，广西 钦州 535000)

责任编辑:任健男

0 引言

根据电视的维修经验发现，电视机的故障发生在开关电源和行输出的机率较大，且维修的难度和费用相对较高，设置电视机这方面的故障语音提示，了解电视机的故障部位，对于维修人员和机主都是非常有益的，对于只有老人和儿童在家的家庭就更需要这方面的语音提示了。另外，由于儿童往往自觉性还不强，缺乏大人督促，常常看了电视忘记学习，使父母不能安心工作。为了解决这问题，在电视机中设置了收看电视的时间管理功能和学习提示功能，防止留守儿童迷恋看电视影响学习。而且，在电视机中也增加设置电视故障和收看电视时间远程监控。

1 电视故障语音提示和远程监控系统

电视故障语音提示和远程监控系统的框图见图1。

图1 语音提示与远程监控框图

2 电视故障和收看时间采集

2.1 电压电流检测电路原理图

由于开关电源发生故障和行输出级发生局部短路故障时，其输出电压都会下降，维修时一般采用接假负载方法来区分故障的部位［1-2］。由开关电源和行输出的分析可知，当行输出级发生局部短路性故障时，开关电源的输出电流会增加很多，因此，在开关电源电压输出端串接一个4Ω，10 W的电阻R(如图2所示)，根据R两端压降U的大小来识别行输出级有无发生局部短路。由于R较小，U值也较小，用电压比较放大器LM339I［3］将其放大，再送入微控制器HM602［4］的7脚，由HM602对数据进行处理，从而得出电视故障的部位。以彩电HD21M62S机型为例说明智能化检测开关电源输出电压电流的方法，如图2所示。

图2 电视故障和收看时间采集原理图(软件截图)

2.2 HM602控制处理器简介

HM602控制处理器是微处理控制器，给LCD和GRT显示器、DVD播放器和电视方面的应用提供高级嵌入式CPU的方案，它包括1个8051CPU内核、SDRAM、OSD控制、5个嵌入式的PWM的DAC、VESSA标准的DDC、4通道的ADC、内部 PLL、1个64 kbyte的内部编程 Flash-ROM、12 kbyte的内部OSD字符Flash-ROM、4 kbyte的内部数据Flash-ROM。

2.3 电视故障检测原理

由于，电视机的开关电源和行输出电路发生短路故障时，一般上电视机产生三无故障(无光栅、无伴音、无字符)现象，这部分故障率较高，维修难度相对较大。电视故障信号采集的基本原理是:当开关电源产生故障，使开关电源110 V的输出电压变低，u1，u2，u三者同时变低，说明开关电源脉宽调整电路有短路;如果u1，u2，u变高脉宽调整电路有元件开路;如果u1，u2变低，但u反而变高，说明行输出有短路(特别是行输出变压器可能有局部短路)。电视机的HM602微处理器一旦接收到u1，u2，u不正常数据时，立即记录并储存和进行数据处理，这时开关源是进行自动保护变为待机关状态，5 V电压还保持，微处理器仍是正常工作的，由微处理器的11脚、12脚以串行方式输出故障部位信号，以便进行电视故障语音提示或远程控制。

2.4 收看电视的电源开关

由图2可见，本设计从开关电源110 V输出端，并联一个由R01，R02，R03电阻串联的电路作为检测电视是否正常工作(R01，R02，R03阻值很大分流可略)。取R01，R02，R03 电阻的阻值分别为560 kΩ，560 kΩ、22.4 kΩ，正常收看电视时u1为高电平，其值约等于2.20 V左右，待机时u1电压为低电平，其值约为0.321 V。当按下电视机的电源开关时，微控制器HM602的P5.0端口获得高电平，微控制器内的时间计时器开始计时，并把时间储存到计时单元内储存起来，以便进行收看电视时间监控。

3 语音提示

3.1 ISD1760芯片简介

ISD1760是华邦公司生产的片优质语音录放电路［5］，录放时间为40～60 s，音质为4～12 kHz，具有内置多信息管理系统、信息提示系统、双运作模式、操作指示系统，片内包含有AGC、前置放大器、振荡器和内存等功能;具有独立模式和SPI模式，本系统使用SPI工作模式，其中电视机的微控制器、荡器和内存等功能;具有独立模式和SPI模式，本系统使用SPI工作模式，其中电视机的微控制器为主机，ISD1760为从机。主控制由微控制器HM602通过四线(即 SCLK，MOSI，MOSO，SS)的 SPIFL 协议与 ISD1760实行串行通信。

3.2 语音提示电路

语音提示电路原理图如图3所示。

图3 语音提示电路原理图(软件截图)

3.3 语音提示原理

一般电视机都设置有欠压、过流、过压和行场短路的自动保护电路，但人们并不知道故障出在可处，为了方便人们对电视故障的了解和减少控制费用，设置电视故障远程短信控制和电视机内语音提示两种方式。当开故障提示开关拨置机内语音提示时，HM602的9脚为低电平，切断GR47收发模块［6］供电电源，使GR47停止工作。当HM602的7脚、33脚检测到电视机电源或行出发生故障时，HM602的32脚、31脚输出低电平，HM602的11脚、12脚输的串行控制信号为电视故障语音提示信号，启动ISD1760的电视故障语音提示程序，ISD1760的13脚、15脚输出事先录制储存在ISD1760内的相应电视故障的语音信号，经放大器放大后，由扬声器执行语音提示。如果需要儿童进行收看电视时间提示。本系统设置是在遥控输入101010地址码(防止与原电视设冲突)，系统自动进入收看时间提示模式，然后机内发出“每天收看几次”的语音提问，如看5次，则在遥控器的键盘中按5，然后机内发出“每次看多长时间”的语音提问，如看60 min，则在遥控器的键盘中按60就可以了，接着机内发OK的语音，这时客户设置了时间提示，电视机就执行这个收看电视的时间约定，当每次收看时间到达55 min，语音就开始提示“适当看电视有益，注意学习”(事先录制在ISD1760芯片内)，5 min后自动关机。如果一天中看够5次电视，再想收看，则不能开机，并且机内发出“适当看电视有益，你已看了5次，注意学习”语音提示。如果需要撤消语音提示，本系统设置是在遥控输入010101地址码(防止与原电视设冲突)，系统自动退出收看时间语音提示模式。

3.4 语音提示主程序

语音提示主程序框图如图4所示。

图4 语音提示主流程图

4 电视远程控制

4.1 GR47简介

GR47是带有GPRS/GSM数据功能强大、性能优良的无线传输模块［6］。GR47是可以配置，使得与外控制器的输入、输出更为方便有效。它体积小(仅50 mm×33 mm×7.2 mm)、电源电压低(3～5 V)、频率(GSM 900 MHz，DCS 1800 MHz)、传输量大并始终保持连接，具有TCP/IP协议栈功能，速率大(可达85.6 kbit/s)、GPRS模式AT命令集(支持GSM 0.760和0.707版本)、RTOS给用户提供了GSM的处理程序，AT指令通道函数、UART、I2C、I/O端口、SPI总线等外部接口驱动函数，适合M2M解决方案，可用于发短信、通话和嵌入式控制。

4.2 远程控制电路

短信远程控制电路原理图如图5所示。

4.3 电视远程监控原理

如果有必要对家中的电视进行远程监控，本设计采用收发短信的方式电视故障和收看时间进行远程监控。本系统设置是首先把SIM卡插入电视远程监控模块的SIM卡座上，在遥控器的键盘中输入111111地址码(防止与原电视设冲突)，系统自动进入电视远程监控模式，电视输出“请输入手机号码”的语音提示，当在遥控器的键盘中输入接收的手机号码后，电视接着输出“请加密码”的语音提示，加密码后储存入电视机的微控制器的存储单元内，作为短信发送的目的地址。当电视机上的微控制器检测到开关电源或行输出电路发生故障信号时，微控制器把故障发送地址调出，并输出拨号信号，通过GR47模块和GPRS/GSM网络［7］与相应的手机进行连接，并通过电视机微控制器的串行端口11脚、13脚与接口电路MAX3772E［8］的RXD和TXD脚把电视故障信息传输到GR47无线模块，再通过GPRS/GSM网络把信息以短信方式发送到相应的手机上。收看时间进行远程监控方法与这相同，这里不作复述。

图5 短信远程控电路原理图(截图)

4.4 远程控制主程序

远程控制主程序框图如图6所示。

图6 电视故障短信发送主流程框图

5 小结

该电视故障语音提示和远程监控系统只是对HD21M62S机型试验性设置，但它很有代表性，通过检测开关电源的输出电压和输出电流的变化，辨识开关电源和行输出部位的故障。从而利用语音芯片ISD1760实现了电视故障的语音提示和儿童收看电视的提示;利用GR47无线模块和GPRS网络以短信的方式对电视故障和儿童收看电视的信息，通知外出的父母。利用该方法在长虹PF21810X(家电下乡机型，核心器件为TDA11105PS芯片)设置电视故障语音提示和远程监控系统，使用中国移动公司开设的神州行卡，实行电视故障语音提示和远程监控，外出在广东工作父母每月只花费20元左右就获得了对电视故障语音提示和收看电视时间远程监控，效果反映良好(缺点提示功能有限)。实验表明，该电视故障语音提示和远程监控系统具有良好的安全性、实用性和可靠性等优点，值得推广应用。

［1］张新芝，于晓平.电视技术［M］.北京:高等教育出版社，2007:139-144.

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［6］吴志慧，陈隆道，叶强.基于GR47通信模块的短信远程家电控制系统［J］. 电机工程，2008，25(8):25-28.

［7］袁易君.基于GPRS技术的粮库温湿度监测系统设计［J］.安徽农业科学，2010，38(14):7553-7554.

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