随着现代工作和生活压力的加大，各类疾病的患病率也日益增高。面对越来越多的疾病治疗与护理需求，仅仅依靠医院是远远不能满足的。因此，面向家庭的生物信号监护与报警装置就成为家庭监护系统的一个重要组成部分。生物信号以心电信号的研究最为广泛，其失常类型主要包括心搏停止、心脏漏搏、极度心动过速、极度心搏过缓等。本文所设计的报警装置在失常生物信号的触发信号下，能够自动拨打多个预置电话号码进行语音求救，从而使病人能够得到及时救助。
1 装置整体设计
本文所设计的失常生物信号紧急自动拨号报警装置由单片机构成主控部分，接收外部信息进行判断，并对外部接口电路进行指令控制。接口电路主要包括模拟摘挂机电路、语音录放电路、DTMF收发电路和其他外围电路。接口电路实现的功能主要包括：模拟摘挂机控制、求救录音录放、DTMF信号音判别和DTMF自动拨号发送。
2 硬件电路设计
所设计的失常生物信号紧急自动拨号报警装置硬件电路包括三个模块：
(1)由单片机AT89S51构成的控制电路主要实现接收外部信息、对外部电路进行控制的功能；
(2)由DTMF收发芯片MT8888ce构成的DTMF收发电路主要实现DTMF信号音判别和DTMF自动拨号发送功能；
(3)由语音芯片ISD1420构成的语音录放电路主要实现求救录音录制和播放功能。
如图1所示，当单片机的P1.7管脚检测到来自病人生理参数异常的触发信号时，单片机启动继电器，将摘机电阻接人电话线，实现模拟摘机。单片机将MT8888ce设置为呼叫处理模式。这样电话线上的信号音就通过1：2的变压器、电桥整流、运算放大器TL084的放大，最后输入到MT8888ce芯片。该信号音在MT8888ce内被限幅转换成对应频率的方波。该方波信号通过IRQ／CP端输入到P3.4管脚。单片机通过T0在2.8 s内的计数值，判断该信号音的类型。如该信号音不是拨号音，则单片机控制继电器实现模拟挂机再重新摘机；如该信号音是拨号音，则单片机启动自动拨号程序。此时单片机设置MT8888ce工作在允许发送DTMF信号的突发模式，然后将电话号码对应的DTMF信号发送出去。该DTMF信号经过LM324的放大，最后由变压器耦合到电话线上并传送到交换机，由交换机实现拨号。为了判断号码是否拨通，可以再次设置MT8888ce工作在呼叫处理模式并检测信号音。如此时的信号音不是回铃音，则挂机再重新拨打电话；否则就等待对方摘机。对方摘机，单片机P1.1管脚变为低电平，控制语音芯片播放求救录音。录音播放完后继续拨打下个电话。所有的电话号码拨打完后，单片机控制程序重新开始，继续进行新的一轮拨号循环，直至病人得到救助。
2.1 模拟摘挂机电路硬件设计
如图2所示，模拟摘挂机电路主要由一个三极管开关电路控制继电器的开关，继电器控制接入电话线两端一个300 Ω(1 W)的电阻。摘挂机信令由单片机通过控制P1.0变为低电平实现。因为R16电阻仅为300 Ω，因而电话线回路电流变大，控制电路向交换机发出模拟摘机的信号，交换机响应摘机信号，完成电话线路接通。
2.2 语音录放电路硬件设计
图3所示语音录放电路中，语音录放电路通过控制P1.1清零，可以将语音芯片内部事先录好的病人病情、地址等信息以语音方式告知电话线的对方，以确保病人能得到及时救助。
2.3 DTMF收发电路硬件设计
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