基于dmf的多路家電智能遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)

基于dmf的多路家電智能遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)

1種基于pstn的智能控制房屋現(xiàn)代化是人類房屋的另一場(chǎng)新革命。近年來，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和生活環(huán)境的要求，中國的高科技和信息技術(shù)從智能大樓走向智能居住區(qū)，從熟悉的生活環(huán)境中進(jìn)入家庭。智能家庭生活技術(shù)已經(jīng)成為重要的工業(yè)技術(shù)之一。為了實(shí)現(xiàn)這些家庭智能網(wǎng)絡(luò)的功能，一個(gè)非常重要的技術(shù)就是收集和發(fā)送控制信息（數(shù)據(jù)）。本文主要介紹了基于pstn（公眾電信網(wǎng)絡(luò)，公共電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電話網(wǎng)絡(luò)電腦的遠(yuǎn)程控制。通過電話控制，各種家庭開關(guān)和設(shè)置可以在預(yù)定義時(shí)間內(nèi)控制，家電可以在預(yù)定義時(shí)間內(nèi)通過電話控制。它具有經(jīng)濟(jì)和省能，并具有世界地位。2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工作原則2.1提高系統(tǒng)分辨率的智能通信技術(shù)應(yīng)注意的問題遠(yuǎn)程遙控可以利用固定電話或移動(dòng)電話實(shí)現(xiàn)，也可以Internet網(wǎng)或通過電力線以電力載波的形式進(jìn)行電腦控制家電.本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)智能控制，利用固定電話中不同的提示音完成對(duì)于不同操作的提示及對(duì)受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使設(shè)計(jì)達(dá)到交互式與智能化，從成本來考慮,對(duì)于智能網(wǎng)絡(luò)這類通信量并不大、傳輸率要求不是很高的設(shè)備,利用電話線或無線網(wǎng)絡(luò)、采用DTMF技術(shù)是最經(jīng)濟(jì)的，此外，它不需要進(jìn)行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染，同時(shí)，可以充分利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，遙控距離可跨省市，甚至跨越國家.電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)所要完成的功能是對(duì)電話雙音多頻信號(hào)進(jìn)行解碼，并自動(dòng)驅(qū)動(dòng)被控制電器設(shè)備進(jìn)行指定操作.由于是電話遙控且一般在無人值守下工作，所以要求系統(tǒng)能識(shí)別電話的振鈴信號(hào)并能自動(dòng)摘機(jī)和掛機(jī)，當(dāng)用戶出現(xiàn)誤操作時(shí)能自動(dòng)復(fù)位及關(guān)機(jī).一般被控設(shè)備是強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)的電器，因此要求控制設(shè)備開關(guān)由繼電器實(shí)現(xiàn)，此外，系統(tǒng)主要由集成電路和模擬電路組成，必須設(shè)置直流電源電路以提供系統(tǒng)正常運(yùn)作所需的電力.2.2u3000tmf解碼編碼本系統(tǒng)采用89C52作為主控制器，還有振鈴檢測(cè)與模擬摘機(jī)電路、DTMF解碼電路、語音提示電路、集中控制器等電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：圖中89C52右側(cè)為信號(hào)檢測(cè)、DTMF編譯碼部分,主要實(shí)現(xiàn)振鈴檢測(cè)、模擬摘機(jī)、DTMF解碼和編碼;左側(cè)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備部分,連接語音芯片、總線控制芯片(不采用總線形式時(shí),可直接對(duì)電器的接口元件進(jìn)行控制)等，單片機(jī)P2.0～P2.3作為檢測(cè)元件監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的輸入口，P2.4～P2.7作為執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)口，這里采用變壓器及2個(gè)電容是為了濾去電話線中的直流信號(hào)，DTMF信號(hào)對(duì)傳送中夾帶的撥號(hào)音將由集成在DTMF芯片上的濾波裝置消除.3硬件電路設(shè)計(jì)3.1用戶應(yīng)對(duì)貧困的電壓在分析該電路之前，首先介紹一下公用電話網(wǎng)線路上的信號(hào)及其檢測(cè)方法.公用電話網(wǎng)的傳輸線路為二線模擬線路，采用直流環(huán)路信號(hào)方式，能向模擬話機(jī)提供直流饋電、振鈴信號(hào)、話音數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、雙音頻數(shù)據(jù)等.我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為，平時(shí)掛機(jī)時(shí)的饋電電壓一般為-48V，向用戶振鈴的鈴流電壓為75±15V,25Hz的交流電壓，用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài)是通過對(duì)直流環(huán)路上電流的通斷來實(shí)現(xiàn)的，用戶掛機(jī)空閑時(shí)，直流環(huán)路斷開，饋電電流為0；反之，用戶摘機(jī)后，直流環(huán)路接通，饋電電流在20mA以上.當(dāng)有振鈴信號(hào)從TEL0、TEL1輸入時(shí)，如圖2所示，25HZ、90V振鈴信號(hào)由整流橋整流后經(jīng)光電隔離輸出脈沖信號(hào).該脈沖到達(dá)74LS123中，74LS123將小脈沖信號(hào)整形成大方波信號(hào)送入單片機(jī)中計(jì)數(shù).當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，單片機(jī)控制輸出高電平，使三極管導(dǎo)通，從而繼電器吸合完成模擬摘機(jī)動(dòng)作.由于語音信號(hào)和雙音頻信號(hào)電壓遠(yuǎn)低于振鈴信號(hào)電壓，因此該電路不會(huì)引起誤判.3.2信號(hào)輸出電路本電路采用的是MT8880雙音多頻解碼芯片，能實(shí)現(xiàn)雙音多頻信號(hào)(DTMF)的發(fā)送與接收.所謂DTMF技術(shù)即雙音多頻技術(shù).它是通過在電話線上傳送一對(duì)特定的高低頻對(duì)、以不同的高低頻組分別代表1～9、A～D、*、#等16個(gè)字符,接收方利用檢頻技術(shù)就可以識(shí)別出發(fā)送的字符,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送與識(shí)別接受.MT8880用于有線遙控時(shí)，接法與電話線一樣，用于無線遙控時(shí)，將DTMF發(fā)送器產(chǎn)生的音頻信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，只要能傳輸話音信號(hào)，就能傳輸DTMF輸出的4位二進(jìn)制碼，由D0-D3直接輸出.如圖3所示，模擬摘機(jī)后從TEL0、TEL1進(jìn)入的雙音多頻信號(hào)經(jīng)過耦合隔離變壓器耦合入MT8880的輸入腳IN-，DTMF信號(hào)經(jīng)運(yùn)放、撥號(hào)音濾波器、高頻組及低頻組分離帶通濾波器送到數(shù)字算法與編碼變換器進(jìn)行確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4位二進(jìn)制碼，存入接收數(shù)據(jù)寄存器，需要時(shí)輸出至數(shù)據(jù)總線，經(jīng)89C52檢測(cè)后通過P1口總線接收有效撥號(hào)鍵值碼.3.3語音提示電路電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流.語音提示電路預(yù)先存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音，主控制器判斷用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)后，對(duì)語音提示電路進(jìn)行尋址,播放相應(yīng)的提示音,從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作.本系統(tǒng)選用美國ISD公司的ISD2590單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分，錄放時(shí)間可達(dá)90S，可以連續(xù)錄放也可以通過地址線A0～A9選擇分段錄放，系統(tǒng)在接收遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)以后,根據(jù)軟件設(shè)定,對(duì)語音電路進(jìn)行尋址放音.同時(shí)，ISD2590的SP+、SP—端的信號(hào)送至音頻放大電路LM386進(jìn)行放大，耦合至電話回路，用戶可以從電話里聽到系統(tǒng)控制語音芯片發(fā)出的提示，以進(jìn)行相應(yīng)的操作.3.4信號(hào)解碼及語音提示控制器還增加了系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位電路.這樣做的目的是避免用戶呼叫系統(tǒng)時(shí)的高壓振鈴信號(hào)(可達(dá)120VMS)及線路上其他高壓噪聲對(duì)DTMF信號(hào)解碼電路及語音提示電路產(chǎn)生危害.上線/離線/復(fù)位功能的實(shí)現(xiàn),也是由系統(tǒng)硬件電路和軟件共同實(shí)現(xiàn)的.電話遠(yuǎn)程遙控對(duì)受控設(shè)備的控制，要通過單片機(jī)對(duì)繼電器的閉合才能實(shí)現(xiàn)，因此,在C52單片機(jī)與繼電器之間必須設(shè)置一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路.此外，控制器還通過RS-232遠(yuǎn)程通信接口與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，可設(shè)置定時(shí)時(shí)間和不同類型的紅外信號(hào)編碼，也可利用計(jì)算機(jī)對(duì)控制器發(fā)出命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和讀取采集信息.4電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)如何利用有限的16種DTMF信號(hào)實(shí)現(xiàn)多樣的系統(tǒng)控制功能,是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵,借助于軟件編程,系統(tǒng)可以對(duì)16種DTMF信號(hào)的任意組合進(jìn)行解釋,從而大大豐富了系統(tǒng)功能.本系統(tǒng)的功能主要要求：(1)系統(tǒng)身份認(rèn)證功能為了保證只有合法用戶才能操作系統(tǒng),電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線以后,用戶必須輸入密碼,待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限.(2)用戶信令解釋功能對(duì)收到的用戶信號(hào),系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋,并決定對(duì)語音提示電路尋址,播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音,實(shí)現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作,或者對(duì)外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào).(3)軟件定時(shí)功能系統(tǒng)軟件設(shè)定系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的軟件定時(shí)器,定時(shí)器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)一次上線工作的最大時(shí)間.若一次工作超時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)離線,進(jìn)入待機(jī)狀態(tài).所以本系統(tǒng)統(tǒng)軟件部分主要由密碼校驗(yàn)子程序、振鈴檢測(cè)子程序、模擬摘機(jī)子程序、模擬掛機(jī)子程序、模擬撥號(hào)子程序以及MT8880初始化子程序、MT8880發(fā)送數(shù)據(jù)子程序、MT8880接收數(shù)據(jù)子程序構(gòu)成主要程序流程圖如圖4所示：5有利于系統(tǒng)調(diào)試本系統(tǒng)的調(diào)試主要分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試等三大部分.經(jīng)過初步的分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行，這樣有利于問題的分析和解決，不會(huì)造成問題的積累，而且不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小問題而進(jìn)行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間.軟件編程也是從單元功能模塊的調(diào)試著手，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多.從調(diào)試結(jié)果看，硬件電