電視故障語音提示和遠程監控系統設計

侯昭武

(欽州學院物理與電子工程系，廣西 欽州 535000)

責任編輯:任健男

0 引言

根據電視的維修經驗發現，電視機的故障發生在開關電源和行輸出的機率較大，且維修的難度和費用相對較高，設置電視機這方面的故障語音提示，了解電視機的故障部位，對于維修人員和機主都是非常有益的，對于只有老人和兒童在家的家庭就更需要這方面的語音提示了。另外，由于兒童往往自覺性還不強，缺乏大人督促，常常看了電視忘記學習，使父母不能安心工作。為了解決這問題，在電視機中設置了收看電視的時間管理功能和學習提示功能，防止留守兒童迷戀看電視影響學習。而且，在電視機中也增加設置電視故障和收看電視時間遠程監控。

1 電視故障語音提示和遠程監控系統

電視故障語音提示和遠程監控系統的框圖見圖1。

圖1 語音提示與遠程監控框圖

2 電視故障和收看時間采集

2.1 電壓電流檢測電路原理圖

由于開關電源發生故障和行輸出級發生局部短路故障時，其輸出電壓都會下降，維修時一般采用接假負載方法來區分故障的部位［1-2］。由開關電源和行輸出的分析可知，當行輸出級發生局部短路性故障時，開關電源的輸出電流會增加很多，因此，在開關電源電壓輸出端串接一個4Ω，10 W的電阻R(如圖2所示)，根據R兩端壓降U的大小來識別行輸出級有無發生局部短路。由于R較小，U值也較小，用電壓比較放大器LM339I［3］將其放大，再送入微控制器HM602［4］的7腳，由HM602對數據進行處理，從而得出電視故障的部位。以彩電HD21M62S機型為例說明智能化檢測開關電源輸出電壓電流的方法，如圖2所示。

圖2 電視故障和收看時間采集原理圖(軟件截圖)

2.2 HM602控制處理器簡介

HM602控制處理器是微處理控制器，給LCD和GRT顯示器、DVD播放器和電視方面的應用提供高級嵌入式CPU的方案，它包括1個8051CPU內核、SDRAM、OSD控制、5個嵌入式的PWM的DAC、VESSA標準的DDC、4通道的ADC、內部 PLL、1個64 kbyte的內部編程 Flash-ROM、12 kbyte的內部OSD字符Flash-ROM、4 kbyte的內部數據Flash-ROM。

2.3 電視故障檢測原理

由于，電視機的開關電源和行輸出電路發生短路故障時，一般上電視機產生三無故障(無光柵、無伴音、無字符)現象，這部分故障率較高，維修難度相對較大。電視故障信號采集的基本原理是:當開關電源產生故障，使開關電源110 V的輸出電壓變低，u1，u2，u三者同時變低，說明開關電源脈寬調整電路有短路;如果u1，u2，u變高脈寬調整電路有元件開路;如果u1，u2變低，但u反而變高，說明行輸出有短路(特別是行輸出變壓器可能有局部短路)。電視機的HM602微處理器一旦接收到u1，u2，u不正常數據時，立即記錄并儲存和進行數據處理，這時開關源是進行自動保護變為待機關狀態，5 V電壓還保持，微處理器仍是正常工作的，由微處理器的11腳、12腳以串行方式輸出故障部位信號，以便進行電視故障語音提示或遠程控制。

2.4 收看電視的電源開關

由圖2可見，本設計從開關電源110 V輸出端，并聯一個由R01，R02，R03電阻串聯的電路作為檢測電視是否正常工作(R01，R02，R03阻值很大分流可略)。取R01，R02，R03 電阻的阻值分別為560 kΩ，560 kΩ、22.4 kΩ，正常收看電視時u1為高電平，其值約等于2.20 V左右，待機時u1電壓為低電平，其值約為0.321 V。當按下電視機的電源開關時，微控制器HM602的P5.0端口獲得高電平，微控制器內的時間計時器開始計時，并把時間儲存到計時單元內儲存起來，以便進行收看電視時間監控。

3 語音提示

3.1 ISD1760芯片簡介

ISD1760是華邦公司生產的片優質語音錄放電路［5］，錄放時間為40～60 s，音質為4～12 kHz，具有內置多信息管理系統、信息提示系統、雙運作模式、操作指示系統，片內包含有AGC、前置放大器、振蕩器和內存等功能;具有獨立模式和SPI模式，本系統使用SPI工作模式，其中電視機的微控制器、蕩器和內存等功能;具有獨立模式和SPI模式，本系統使用SPI工作模式，其中電視機的微控制器為主機，ISD1760為從機。主控制由微控制器HM602通過四線(即 SCLK，MOSI，MOSO，SS)的 SPIFL 協議與 ISD1760實行串行通信。

3.2 語音提示電路

語音提示電路原理圖如圖3所示。

圖3 語音提示電路原理圖(軟件截圖)

3.3 語音提示原理

一般電視機都設置有欠壓、過流、過壓和行場短路的自動保護電路，但人們并不知道故障出在可處，為了方便人們對電視故障的了解和減少控制費用，設置電視故障遠程短信控制和電視機內語音提示兩種方式。當開故障提示開關撥置機內語音提示時，HM602的9腳為低電平，切斷GR47收發模塊［6］供電電源，使GR47停止工作。當HM602的7腳、33腳檢測到電視機電源或行出發生故障時，HM602的32腳、31腳輸出低電平，HM602的11腳、12腳輸的串行控制信號為電視故障語音提示信號，啟動ISD1760的電視故障語音提示程序，ISD1760的13腳、15腳輸出事先錄制儲存在ISD1760內的相應電視故障的語音信號，經放大器放大后，由揚聲器執行語音提示。如果需要兒童進行收看電視時間提示。本系統設置是在遙控輸入101010地址碼(防止與原電視設沖突)，系統自動進入收看時間提示模式，然后機內發出“每天收看幾次”的語音提問，如看5次，則在遙控器的鍵盤中按5，然后機內發出“每次看多長時間”的語音提問，如看60 min，則在遙控器的鍵盤中按60就可以了，接著機內發OK的語音，這時客戶設置了時間提示，電視機就執行這個收看電視的時間約定，當每次收看時間到達55 min，語音就開始提示“適當看電視有益，注意學習”(事先錄制在ISD1760芯片內)，5 min后自動關機。如果一天中看夠5次電視，再想收看，則不能開機，并且機內發出“適當看電視有益，你已看了5次，注意學習”語音提示。如果需要撤消語音提示，本系統設置是在遙控輸入010101地址碼(防止與原電視設沖突)，系統自動退出收看時間語音提示模式。

3.4 語音提示主程序

語音提示主程序框圖如圖4所示。

圖4 語音提示主流程圖

4 電視遠程控制

4.1 GR47簡介

GR47是帶有GPRS/GSM數據功能強大、性能優良的無線傳輸模塊［6］。GR47是可以配置，使得與外控制器的輸入、輸出更為方便有效。它體積小(僅50 mm×33 mm×7.2 mm)、電源電壓低(3～5 V)、頻率(GSM 900 MHz，DCS 1800 MHz)、傳輸量大并始終保持連接，具有TCP/IP協議棧功能，速率大(可達85.6 kbit/s)、GPRS模式AT命令集(支持GSM 0.760和0.707版本)、RTOS給用戶提供了GSM的處理程序，AT指令通道函數、UART、I2C、I/O端口、SPI總線等外部接口驅動函數，適合M2M解決方案，可用于發短信、通話和嵌入式控制。

4.2 遠程控制電路

短信遠程控制電路原理圖如圖5所示。

4.3 電視遠程監控原理

如果有必要對家中的電視進行遠程監控，本設計采用收發短信的方式電視故障和收看時間進行遠程監控。本系統設置是首先把SIM卡插入電視遠程監控模塊的SIM卡座上，在遙控器的鍵盤中輸入111111地址碼(防止與原電視設沖突)，系統自動進入電視遠程監控模式，電視輸出“請輸入手機號碼”的語音提示，當在遙控器的鍵盤中輸入接收的手機號碼后，電視接著輸出“請加密碼”的語音提示，加密碼后儲存入電視機的微控制器的存儲單元內，作為短信發送的目的地址。當電視機上的微控制器檢測到開關電源或行輸出電路發生故障信號時，微控制器把故障發送地址調出，并輸出撥號信號，通過GR47模塊和GPRS/GSM網絡［7］與相應的手機進行連接，并通過電視機微控制器的串行端口11腳、13腳與接口電路MAX3772E［8］的RXD和TXD腳把電視故障信息傳輸到GR47無線模塊，再通過GPRS/GSM網絡把信息以短信方式發送到相應的手機上。收看時間進行遠程監控方法與這相同，這里不作復述。

圖5 短信遠程控電路原理圖(截圖)

4.4 遠程控制主程序

遠程控制主程序框圖如圖6所示。

圖6 電視故障短信發送主流程框圖

5 小結

該電視故障語音提示和遠程監控系統只是對HD21M62S機型試驗性設置，但它很有代表性，通過檢測開關電源的輸出電壓和輸出電流的變化，辨識開關電源和行輸出部位的故障。從而利用語音芯片ISD1760實現了電視故障的語音提示和兒童收看電視的提示;利用GR47無線模塊和GPRS網絡以短信的方式對電視故障和兒童收看電視的信息，通知外出的父母。利用該方法在長虹PF21810X(家電下鄉機型，核心器件為TDA11105PS芯片)設置電視故障語音提示和遠程監控系統，使用中國移動公司開設的神州行卡，實行電視故障語音提示和遠程監控，外出在廣東工作父母每月只花費20元左右就獲得了對電視故障語音提示和收看電視時間遠程監控，效果反映良好(缺點提示功能有限)。實驗表明，該電視故障語音提示和遠程監控系統具有良好的安全性、實用性和可靠性等優點，值得推廣應用。

［1］張新芝，于曉平.電視技術［M］.北京:高等教育出版社，2007:139-144.

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［3］刁志.LM339四電壓比較器集成塊介紹［J］.家電檢修技術，2007(2):61.

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［6］吳志慧，陳隆道，葉強.基于GR47通信模塊的短信遠程家電控制系統［J］. 電機工程，2008，25(8):25-28.

［7］袁易君.基于GPRS技術的糧庫溫濕度監測系統設計［J］.安徽農業科學，2010，38(14):7553-7554.

［8］左瑞娟，武永華.基于RS232接口的液晶電視控制系統［J］.有線電視技術，2008(2):85-87.