智能家用遠程控制儀的設計與實(shí)現
隨著(zhù)我國信息事業(yè)的快速發(fā)展,通信基礎設施日益完善,利用現有的個(gè)人通信終端,可以實(shí)現基于PLMN (陸基移動(dòng)通信網(wǎng))和PSTN (公共電話(huà)交換網(wǎng))的智能家用遠程測控系統,既可以節約投資,又對方便人們生活、防災減災具有積極意義。智能家用遠程測控儀基于電話(huà)網(wǎng)絡(luò )工作,以中國標準規定的標準程控交換信令(DTMF雙音多頻信號、振鈴信號、回鈴音信號等)作為系統控制命令,以PLMN與PSTN通信網(wǎng)作為傳輸介質(zhì),使用戶(hù)可以在遠端利用固定電話(huà)或移動(dòng)電話(huà)發(fā)送DTMF雙音多頻信號對家用電器設備進(jìn)行遠程控制;同時(shí)系統可對家居環(huán)境進(jìn)行監測,自動(dòng)語(yǔ)音撥號報警。
1 智能家用遠程控制儀的構成與工作原理
系統可實(shí)現個(gè)人用戶(hù)通過(guò)手機或固定電話(huà)等信息終端,對家用電器、可燃性氣體濃度參數、火情、盜情等進(jìn)行遠程檢測和控制,可同普通家用電話(huà)并線(xiàn)工作。其中硬件部分的SPCE061A單片機是控制器的核心部分,它可以接收用戶(hù)撥號指令,對家用電器進(jìn)行控制;也可根據紅外傳感器及煙霧傳感器的檢測電路的采樣值實(shí)現自動(dòng)語(yǔ)音撥號報警功能。原理圖如圖1所示,系統由振鈴檢測、摘掛機控制、MT8880芯片、語(yǔ)音播放、家用電器控制、紅外傳感器和煙霧傳感器等電路構成;采用220V交流供電,蓄電池作為后備電源,并預留了功能擴展接口。

圖1 智能家用遠程控制儀結構原理圖
當需要遙控家用電器時(shí),用戶(hù)進(jìn)行撥號,此時(shí)交換機向電話(huà)線(xiàn)路發(fā)出鈴流信號,振鈴檢測電路開(kāi)始進(jìn)行振鈴檢測,系統設置對電話(huà)的正常使用不造成任何影響,如果振鈴次數超過(guò)設定值,單片機則實(shí)現自動(dòng)模擬摘機,然后啟動(dòng)語(yǔ)音提示模塊,允許用戶(hù)輸入控制密碼,MT8880對輸入信號進(jìn)行解碼,將解碼輸出比特碼送給單片機與設定密碼比較,如果密碼校驗無(wú)誤(密碼由用戶(hù)設定),單片機播放提示音,由用戶(hù)進(jìn)行家用電器控制鍵的選擇,在輸入控制鍵之后,單片機根據控制鍵的解碼輸出來(lái)選擇家用電器進(jìn)行控制,從而實(shí)現遠程遙控的目的。
單片機實(shí)時(shí)掃描紅外傳感器和煙霧傳感器的采樣信號,不斷的與預設報警值進(jìn)行比較,當達到預設報警值時(shí),設置MT8880為發(fā)送模式,將TONE信號耦合至電話(huà)線(xiàn)路,并播放預定的語(yǔ)音資源文件,實(shí)現單片機的自動(dòng)撥號報警功能。
2 DTMF編解碼的實(shí)現
MT8880DTMF收發(fā)專(zhuān)用芯片。利用SPCE061A單片機發(fā)送控制時(shí)序可方便地對MT8880進(jìn)行操作。
MT8880作為DTMF接收器時(shí),將電話(huà)線(xiàn)傳送來(lái)的信號經(jīng)MT8880 轉換成數字信號,由MCU檢測到后,進(jìn)行讀入。DTMF信號經(jīng)由IN+和IN-輸入,經(jīng)過(guò)運算放大濾除信號中的撥號音頻率,然后發(fā)送到雙音頻濾波器,分離出低頻組和高頻組信號,通過(guò)數字計數的方式檢出DTMF信號的頻率,通過(guò)譯碼器譯成4位二進(jìn)制碼。4位二進(jìn)制編碼被鎖存在接收數據寄存器RDR中,此時(shí)狀態(tài)寄存器中的延時(shí)控制識別位復位,狀態(tài)寄存器中的接收數據寄存器滿(mǎn)標識位置位。用IRQ/CP作為單片機的中斷信號,當IRQ由高電平變?yōu)榈碗娖?,向CPU發(fā)出中斷請求,當MCU響應中斷,讀出寄存器中的數據后,IRQ返回高電平。
MT8880作為DTMF發(fā)送器時(shí), MT8880工作在突發(fā)模式下,MCU將需發(fā)送電話(huà)碼,送到MT8880數據寄存器, 利用TONE輸出雙音頻信號并通過(guò)電話(huà)線(xiàn)送出。并對回鈴信號進(jìn)行判斷,以確定何時(shí)發(fā)送語(yǔ)音提示。收發(fā)數據的電路如圖2所示:

2 DTMF-MT8880數據收發(fā)電路圖
3 SPCE061A單片機的資源配置
凌陽(yáng)SPCE061A是片上型16位單片機,具有較高的處理速度,內置的語(yǔ)音錄放功能 ,非常適合智能家用遠程控制儀,代替了傳統的MCU+語(yǔ)音芯片的方案,提高了可靠性。SPCE061A單片機作為具有32位可編程I/O口,資源豐富。利用SPCE061A的DAC1或DAC2兩個(gè)音頻輸出通道,外加音頻放大電路即可實(shí)現自動(dòng)語(yǔ)音播放。表1是智能家居控制儀的資源配置。
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