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        家電遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計

        2011-12-20 03:49:24李錦屏
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:單片機

        李錦屏

        摘要:以單片機AT89S52做為主控制器,利用DTMF解碼芯片MT8880對電話線上DTMF信號進行解碼并交付單片機處理,然后通過控制繼電器或者采用紅外線的方式控制家電的開關(guān)工作。該系統(tǒng)具有振鈴檢測、電話自動拾機和掛機、密碼驗證、語音提示、繼電器和紅外線搖控等功能。該系統(tǒng)通過軟件硬件整機測試,結(jié)果表明系統(tǒng)在工作過程中運行比較穩(wěn)定,達到了預(yù)期的效果。

        關(guān)鍵詞:AT89S52;DTMF;MT8880;單片機

        中圖分類號:TP872文獻標識碼:A

        1引言

        隨著科技的進步以及對生活質(zhì)量要求的不斷提高,人們對家電的選擇和使用,已經(jīng)從只關(guān)心家電的單項功能轉(zhuǎn)向追求家電的品位和控制的便捷性上來。本文設(shè)計的基于DTMF技術(shù)的家電遠程控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道,由于利用電話網(wǎng)進行遠程控制不需要專門布線,且不占用無線電頻率資源,不受距離和環(huán)境影響,可跨省市、甚至跨越國家進行遠程控制[1],因此是一種很有前景且低成本的家電遠程控制方式。當我們出門在外忘記關(guān)電視或者空調(diào),或者當我們下班后想提前打開家中的熱水器時,只要利用身邊的電話通過撥打家中的家電控制系統(tǒng),然后根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行一步步的操作,就可以實現(xiàn)遠程控制家電的目的。

        2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

        該系統(tǒng)采用單片機AT89S52做為主控制器,采用ISD4003語音芯片做為語音錄放芯片,采用MT8880解碼芯片做為系統(tǒng)的DTMF(雙音多頻)解碼芯片,采用MAX813L構(gòu)成看門狗電路,因此硬件電路制作成本相當?shù)土?。該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)做為數(shù)據(jù)傳輸線路,同家用固定電話并聯(lián)在一起但不影響電話機的正常使用。該系統(tǒng)具有振鈴檢測、電話自動拾機和掛機、密碼驗證、語音提示、繼電器和紅外線搖控等功能,使用起來相當方便。此系統(tǒng)硬件電路主要包括單片機電路、振鈴檢測電路、電話自動摘掛機電路、DTMF解碼電路、語音電路、繼電器和紅外發(fā)射電路,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

        圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

        Fig.1 Block diagram of system

        3. 系統(tǒng)軟件設(shè)計

        系統(tǒng)軟件的設(shè)計均采用了模塊化的設(shè)計思想。根據(jù)其具體實現(xiàn)的功能,軟件模塊可化分為以下八大模塊:主程序模塊、振鈴檢測計數(shù)模塊、看門狗模塊、電話自動拾機和掛機模塊、雙音頻(DTMF)解碼模塊、語音提示模塊、繼電器控制和紅外線編碼發(fā)射模塊。系統(tǒng)總體流程圖如圖2所示。軟件部分工作的過程是,上電初始化完成之后,當系統(tǒng)檢測到電話線上有鈴流信號時,就會對鈴流信號進行計數(shù),當響鈴8次時,系統(tǒng)控制繼電器閉合接通線路。線路接通后,語音電路發(fā)出語音提示,用戶聽到提示后,通過電話按鍵發(fā)出DTMF密碼信號,信號經(jīng)過系統(tǒng)解碼后,對其進行判斷密碼是否正確。如不正確,可重新輸入,當輸入次數(shù)超過3次時系統(tǒng)就會自動掛機,并且在等待用戶輸入密碼的過程中,系統(tǒng)會內(nèi)部計時,超過30秒自動掛機。如果輸入的密碼正確,則發(fā)語音提示,選擇要控制的家電。當系統(tǒng)接收到用戶的按鍵控制信號后,就會控制相應(yīng)的繼電器開關(guān)或者發(fā)出紅外線控制信號對家電進行開機或關(guān)機動作。操作完成后,語音反饋操作結(jié)果,提示成功或者失敗。

        圖2 系統(tǒng)流程圖

        Fig.2 Flowchart of the system

        4.結(jié) 語

        該系統(tǒng)基于DTMF編碼采用PSTN電話網(wǎng)作為遠程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ溃瑏硗瓿蓪用窦抑械募矣秒娖鬟M行遠程控制的設(shè)計方案,另外采用紅外線通信的方式作為家電無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方式。系統(tǒng)經(jīng)過樣機調(diào)試,試驗證明其各項功能完成良好,能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制家電的目的。系統(tǒng)具有開發(fā)成本低廉、價格便宜、布線簡單、操作方便、安裝靈活和安全可靠的特點,因此可以基本滿足廣大普通百姓對家中家電進行遠程控制的需要。此外由于系統(tǒng)中MT8880芯片也支持DTMF解碼的功能,因此只要對系統(tǒng)稍加更進就可以升級為具有能夠自動撥號預(yù)報火警、匪警的家庭安防控制系統(tǒng)。

        4.參考文獻

        [1] 任晶鈺.國外智能家居住宅布線系統(tǒng)綜述.西北建筑工程學(xué)院學(xué)報,2000,(3):50-52.

        [2] 魯昆生.趙曉剛,孟忠江.MY8880與MCS-51單片機最簡單的接口方法.無線電工程.2000,(2):40-41.

        [3] 劉連吉.ISD單片語音錄放器件及電路設(shè)計.青島海洋大學(xué)學(xué)報.1997,3:23-25.

        [4] 紀紅.紅外技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用.北京:科學(xué)出版社,1993.

        [5] 何琳琳,張海軍.基于電話網(wǎng)絡(luò)的家用電器遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].微計算機信息,2006,22(14):70-73.

        [6] 李朝青.《單片機原理及接口技術(shù)》(第3版)北京航空航天大學(xué)出版社,2005.

        [7] 童詩白,華成英編:《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第四版)高等教育出版社,2000.

        注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。

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