水、電和燃?xì)馐巧钪斜夭豢缮俚模鼈兊陌l(fā)展一直倍受人們的關(guān)注。隨著科技的不斷發(fā)展，智能抄表系統(tǒng)也越來越智能化；目前我國普遍采用戶用計量儀表即水表、電表、燃?xì)獗?、熱表（四表）安裝在用戶室內(nèi)， 抄表人員走家串戶，手工抄表采集數(shù)據(jù)，然后結(jié)算的計量收費(fèi)方式。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端， 我國從90年代初開始研制全電子式電能表，并且取得了一定的成果。

　　1 集中抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　集中抄素系統(tǒng)目前通常采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由安裝在居年側(cè)的終端電表數(shù)據(jù)采集模塊和安裝在配電變壓器側(cè)的數(shù)據(jù)集中器以及用電收費(fèi)管理中心的計算機(jī)系統(tǒng)組成。

　　用電收費(fèi)中心與集中器之間可以采用無線、有線（電話線路）、高壓載波等方式進(jìn)行通信；其中有線方式是利用現(xiàn)有的電話交換網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行的，這種方式只需要在集中器和收費(fèi)中心安裝一個Modem即可完成數(shù)據(jù)的雙向傳輸，并具有安裝方便、信道可靠、數(shù)據(jù)傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　2 電話網(wǎng)絡(luò)集中抄表系統(tǒng)的缺點(diǎn)

　　利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)作為抄表數(shù)據(jù)的傳輸通道有一個不足之處：那就是需要專為抄表通信安裝一部專用電話，這樣將增加許多額外的費(fèi)用，而且這是一種資源的浪費(fèi)；如果利用原來已經(jīng)安裝好的電話，可以節(jié)約電話費(fèi)用，但是由于電話不是專用電話，收費(fèi)中心對集中器進(jìn)行通信抄表時，在建立通信前，要撥打集中器處的電話，這時用戶的電話機(jī)也會振鈴，用戶如果摘機(jī)，就可能干擾正常的抄表通信；而如果其它人員要打電話給配變處的用戶時，集中器又可能自動摘機(jī)，從而影響用戶電話的正常使用。如何協(xié)調(diào)解決這一矛盾呢？筆者在分析了正常通話的電話接續(xù)過程中交換機(jī)和用戶話機(jī)間的信號流程之后，設(shè)計了一套能自動將收費(fèi)管理中心的數(shù)傳和一般語音通話區(qū)分開的智能交換裝置，這樣便很好地解決了上述矛盾，從而成功地將其應(yīng)用在低壓電力載波集中抄表系統(tǒng)中。

　　3 數(shù)傳/語音識別器的主要功能

　　語音識別技術(shù)，也被稱為自動語音識別（Automatic Speech Recognition, ASR），其目標(biāo)是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可讀的輸入，例如按鍵、二進(jìn)制編碼或者字符序列。與說話人識別及說話人確認(rèn)不同，后者嘗試識別或確認(rèn)發(fā)出語音的說話人而非其中所包含的詞匯內(nèi)容。

　　語音識別技術(shù)的應(yīng)用包括語音撥號、語音導(dǎo)航、室內(nèi)設(shè)備控制、語音文檔檢索、簡單的聽寫數(shù)據(jù)錄入等。語音識別技術(shù)與其他自然語言處理技術(shù)如機(jī)器翻譯及語音合成技術(shù)相結(jié)合，可以構(gòu)建出更加復(fù)雜的應(yīng)用，例如語音到語音的翻譯。

　　圖2所示為數(shù)傳/語音識別裝置的原理框圖。該識別器裝置主要由DTMF識別、線路接口、鈴流電路、開關(guān)陣列和MPU組成。

　?。?）DTMF識別主要用于完成線路接通后的DTMF信號檢測，并給MPU提供判別數(shù)傳和通話的信息，以使MPU能夠執(zhí)行不同的處理操作；

　?。?）線路接口嘛要用于完成識別器與電話外線的連接，包括振鈴檢測、摘機(jī)與掛機(jī)等功能；

　　（3）鈴流電路用于給集中器和用戶話機(jī)提供振鈴信號；

　　（4）開關(guān)陣列由繼電器組成，用于連接集中器和用戶話機(jī)，并在MPU的控制下決定開關(guān)的通斷；

　　（5）MPU的任務(wù)是采樣單片機(jī)控制電路各個部分，并根據(jù)各個部分送來的信號來完成包括摘機(jī)、掛機(jī)、振鈴及摘機(jī)檢測等工作。

　　該數(shù)傳/語音識別裝置中的MPU可采用Atmel公司生產(chǎn)的AT89C2051單片機(jī)。它內(nèi)含2k的程序存儲器，16根I/O口線，可以滿足控制采集信號的需要；

　　DTMF識別電路主要由MT8870芯片為中心器件來組成，該芯片具有外圍電路簡單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

　　4 系統(tǒng)主要工作過程

　　4.1 外部電話呼入

　　當(dāng)有外部呼叫呼入而使系統(tǒng)中的線路接口檢測到70V、25Hz的鈴流信號時，系統(tǒng)可將此信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘朣0,MPU在檢測到有效的S0時，控制信號S1使線路接口以假負(fù)載的形式接通外線，外部交換機(jī)停止送鈴流，線路接通；如果是數(shù)傳呼叫，則收費(fèi)中心處的計算機(jī)會在拔完相應(yīng)的電話號碼后加拔一個DTMF信號；MPU開啟5秒定時器后，允許DTMF識別部分工作，并在此時間內(nèi)檢測是否有DTMF信號檢測S5指示。

　　如果在規(guī)定的定時時間內(nèi)檢測到了有效的S5,則判斷此次呼叫為數(shù)傳，隨即經(jīng)S4控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)接通集中器，并接通振鈴電路，以向集中器發(fā)送振鈴信號，同時回送主叫等待單音；然后不斷檢測S2,等待集中器通信完成后掛機(jī)，如果向集中器發(fā)送振鈴信號6次后集中器仍然沒有摘機(jī)，則系統(tǒng)自動將電路的各個部分復(fù)原，重新等待下呼叫。

　　如果在規(guī)定的定時時間內(nèi)沒檢測到有效的S5,則判斷此次呼叫為正常通話，隨即經(jīng)S4控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，接通用戶話機(jī)，并接通振鈴電路，向用戶話機(jī)發(fā)送振鈴信號，同時回送主叫等待單音；然后不斷檢測S2,等待用戶話機(jī)通話完成后掛機(jī)，如果向用戶話機(jī)發(fā)送振鈴次后用戶話機(jī)仍然沒有摘機(jī)，則系統(tǒng)自動將電路各個部分復(fù)原，重新等待下呼叫。

　　由于用戶話機(jī)和集中器平常沒有與外線直接相連，而是通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)在MPU的控制下與外線相連，所以外線發(fā)來的鈴流和識別器自己產(chǎn)生的鈴流不會使集中器和用戶話機(jī)同時振鈴，從而避免了數(shù)傳與通話的相互干擾。

　　4.2 配變側(cè)的用戶話機(jī)的通話使用

　　MPU的主要任務(wù)是監(jiān)視外部呼叫和內(nèi)部電話呼出，在檢測到有效的S3用戶摘機(jī)信號時，它通過S4控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)來接通用戶話機(jī)與外部線路的連接，以使用戶能夠聽到交換機(jī)送來的撥號音，從而開始正常撥號和通話；在這之后，則MPU開始檢測S2,直到用戶掛機(jī)，若S2有效，則MPU將各個部分電路復(fù)原以等待下的循環(huán)檢測呼入和呼出。

　　5 結(jié)束語

　　該數(shù)傳/通話智能識別器充分利用了先進(jìn)的MPU程序?qū)崟r控制功能，電路簡潔、程序設(shè)計靈活、成本低，且充分利用了現(xiàn)有的電話信道資源，節(jié)約了用戶費(fèi)用。隨著城市生活節(jié)奏的加快，人們需要越來越多的方便設(shè)施來滿足生活的需要，小區(qū)智能化是今后的發(fā)展趨勢。智能抄表系統(tǒng)是智能小區(qū)應(yīng)具有的基本的系統(tǒng)，它的發(fā)展必將影響到小區(qū)智能的發(fā)展，因此將會有更多的系統(tǒng)集成商、發(fā)展商看中這個項(xiàng)目，對它進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)是極重要的。