摘要：本文電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)和MT8870雙音多頻解碼集成電路為核心，借助公共電話網(wǎng)絡(luò)，通過電話實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備智能化控制及用戶留言功能。文章介紹了系統(tǒng)的組成、工作原理及程序設(shè)計(jì)方法。對(duì)振鈴檢測(cè)、模擬摘機(jī)、雙音多頻解碼及語(yǔ)音提示等電路作了詳細(xì)的說(shuō)明。經(jīng)過調(diào)試，本裝置能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電設(shè)備和留言功能。其具有較高的實(shí)用價(jià)值，適用于家庭推廣。
　　關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制；STC89C52RC單片機(jī)；雙音多頻；家電設(shè)備
　　
　　隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，固定電話、移動(dòng)手機(jī)已經(jīng)普及千家萬(wàn)戶，利用現(xiàn)有的個(gè)人通信終端，實(shí)現(xiàn)基于電話網(wǎng)絡(luò)智能控制家電設(shè)備，既可節(jié)約投資，又便于推廣。該系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)和MT8870雙音多頻解碼集成電路為核心，借助公共電話網(wǎng)絡(luò)，通過電話實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備智能化控制，同時(shí)可模擬家中有人活動(dòng)的場(chǎng)景如的電視播放節(jié)目、夜間燈光打開等，以提供一定程度的安全防范。
　　
　　1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
　　系統(tǒng)按功能需求分為控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、控制過程、控制結(jié)束三個(gè)階段。提供給用戶的功能有開啟/關(guān)閉通道（通道接外部設(shè)備，如電燈、電腦、空調(diào)、電冰箱等）、修改密碼、留言等功能。
　　系統(tǒng)的啟動(dòng)要求系統(tǒng)能夠?qū)φ疋徯盘?hào)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)振鈴次數(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)即進(jìn)入遠(yuǎn)程控制。之后系統(tǒng)通過語(yǔ)音提示與用戶進(jìn)行交互。因此系統(tǒng)須提供語(yǔ)音提示功能和對(duì)用戶按鍵的信息命令進(jìn)行解釋的功能。即系統(tǒng)能夠播放相應(yīng)的語(yǔ)音提示，用戶根據(jù)提示進(jìn)行按鍵操作。系統(tǒng)接收按鍵信息后執(zhí)行相應(yīng)的操作，如對(duì)外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。同時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)Π存I錯(cuò)誤進(jìn)行判斷處理。
　　本系統(tǒng)主要是針對(duì)無(wú)人環(huán)境中的電器設(shè)備進(jìn)行控制的，即用戶在世界各地隨時(shí)可操作家電開關(guān)以提供安全生活環(huán)境，故對(duì)安全性、可靠性的要求較高。除了在硬件設(shè)計(jì)上采用電氣隔離技術(shù)之外，軟件中還需設(shè)置身份認(rèn)證功能，保證只有合法用戶才能操作該系統(tǒng)。
　　1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
　　本文所提出的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括振鈴檢測(cè)單元、模擬摘機(jī)單元、語(yǔ)音提示單元、中央控制（單片機(jī)）、雙音多頻（DTMF）解碼譯碼單元等功能單元以及對(duì)外部設(shè)備的控制電路。圖1所示為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
　　
　　圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
　　當(dāng)無(wú)人在家時(shí)，用戶可通過固定電話和移動(dòng)手機(jī)在語(yǔ)音提示下實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制或者用戶留言功能。當(dāng)有來(lái)電時(shí)，電話響鈴的時(shí)間超過軟件所設(shè)定的時(shí)間如超過30s后，系統(tǒng)便自動(dòng)摘機(jī)，如果用戶按下“1”，即選擇了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制功能，此時(shí)需要用戶輸入正確的密碼方能對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行控制。為了防止非法用戶暴力破解系統(tǒng)控制密碼，在軟件設(shè)計(jì)過程中規(guī)定當(dāng)用戶輸入的密碼錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到3次時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)掛機(jī)，從而對(duì)系統(tǒng)起到保護(hù)作用。如果來(lái)電用戶按下“2”，即選擇了系統(tǒng)的留言功能，此時(shí)便可以為你的朋友留言了。當(dāng)有人在家中，且超過系統(tǒng)所設(shè)自動(dòng)摘機(jī)時(shí)間接電話，用戶只需關(guān)閉該系統(tǒng)電源即可停止操作。
　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了方便用戶使用，系統(tǒng)提供語(yǔ)音提示界面，使其具有自動(dòng)掛機(jī)、返回上一級(jí)菜單，修改密碼、留言等功能。
　　
　　2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　主控制電路采取STC89C52RC單片機(jī)作為主控芯片，外接晶振時(shí)鐘頻率為11.0592MHz。單片機(jī)系統(tǒng)由+5V電源供電，上電復(fù)位電路用一個(gè)10KΩ店主上拉到電源VCC，使主機(jī)處于正常工作狀態(tài)，如圖2所示。
　　
　　2.1振鈴檢測(cè)模塊
　　電話線路沒有來(lái)電時(shí)，電話交換機(jī)提供的線路電壓約為49.5V的直流信號(hào)。當(dāng)用戶呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來(lái)頻率約為25Hz，交流電壓有效值約為75V，周期為5s(1s送，4s斷)的交流信號(hào)。根據(jù)振鈴信號(hào)電壓比平時(shí)外線電壓高這個(gè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和鈴音檢測(cè)電路如圖3所示。本系統(tǒng)選取65V的穩(wěn)壓二極管，當(dāng)電話處于來(lái)電狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)壓二極管導(dǎo)通從而進(jìn)行振鈴檢測(cè)，通過光電耦合器接到單片機(jī)的外部中斷端口0，就可設(shè)定系統(tǒng)的響鈴次數(shù)，為系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)做準(zhǔn)備。當(dāng)電話處于未來(lái)電時(shí)，電話線的電壓小于穩(wěn)壓二極管的反向?qū)�通電壓，穩(wěn)壓二極管截止，不進(jìn)行振鈴檢測(cè)。
　　
　　圖3振鈴檢測(cè)電路
　　圖3中所示的光電耦合器件TIL113是一種達(dá)林頓輸出型隔離耦合器件，它常用于較遠(yuǎn)距離的信號(hào)隔離傳送，以及大電流、低容抗、快速關(guān)斷等器件的控制，也用于通信、遙控邏輯隔離、報(bào)警監(jiān)控電路等。一方面光電耦合器可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系統(tǒng)的電源相互獨(dú)立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響。另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動(dòng)器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它使信號(hào)輸入端（一次側(cè)）與信號(hào)接收端（二次側(cè)）可靠的隔離開，而且有很強(qiáng)的抑制電磁干擾能力。該器件具有穩(wěn)定性高、價(jià)格低、與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
　　2.2自動(dòng)模擬摘掛機(jī)
　　根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)≤300Ω，在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流≤5uA。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過叉簧接上約300Ω的負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過約30mA的電流。電話交換機(jī)檢測(cè)到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓降大約為7.5V直流電，完成接通。
　　模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖4所示。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到系統(tǒng)設(shè)定的振鈴次數(shù)后，送出摘機(jī)信號(hào)：P3.5輸出低電平，驅(qū)動(dòng)三極管Q1導(dǎo)通，此時(shí)繼電器閉合，電阻接入電路中，實(shí)現(xiàn)摘機(jī)。若需要掛機(jī)時(shí)，則P3.5輸出高電平繼電器斷開，電路沒有形成回路，實(shí)現(xiàn)掛機(jī)。
　　
　　圖4自動(dòng)模擬摘掛機(jī)
　　2.3雙音多頻解碼
　　雙音多頻解碼器是用于獲取和解析雙音多頻信號(hào)的，其主要的工作就是從電話線上取得雙音多頻信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，辨識(shí)出其中對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)DTMF信息，并對(duì)其譯碼成為二進(jìn)制形式。MT8870是MITEL公司生產(chǎn)的DTMF解碼器，為CMOS電路，DIP封裝。它具有DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，內(nèi)部有差動(dòng)運(yùn)算放大器，可通過引出的引腳調(diào)節(jié)放大增益。可直接與MCS-51系列單片機(jī)連接，解碼輸出可直接共給單片機(jī)使用。MT8870與單片機(jī)接口的電路設(shè)計(jì)圖如圖5所示。
　　

 1/2    1 2 下一頁(yè) 尾頁(yè)