【正文】 1 緒論 家電遠程控制系統(tǒng)的需求隨著時代的進步，電話的使用越來越普遍，電話網(wǎng)絡幾乎遍及每一個角落，利用現(xiàn)有電話線路實現(xiàn)遠端控制是一種極為方便、投資最省、開發(fā)周期最短的方案，同時又具有很高的可靠性以及線路免維護等優(yōu)點，目前人們對家電的選擇和使用，己經(jīng)從只關心家電的單項功能轉(zhuǎn)向追求家電品位和控制的便捷性，信息技術和網(wǎng)絡化技術的發(fā)展，為家用電器的遠程控制提供了可能。將信息技術與家電控制技術相融合，在更大程度上實現(xiàn)家庭生活的信息化和自動化，滿足人們舒適、高節(jié)奏的生活需要[1]。另外，中國現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上家電生產(chǎn)和出口的大國，國內(nèi)傳統(tǒng)家電市場日趨飽和，對外出口家電也急需升級換代，中國主要的家電生產(chǎn)商在傳統(tǒng)家電降價“大比拼”的同時，開始了數(shù)字化家電研究開發(fā)的角逐。然而，目前信息家電的發(fā)展并不樂觀。首先是價格問題。信息家電必須邁過價格這道門檻，才能為更多的家庭所接受。其次是是否實用。消費者不會在意你用的是什么樣的技術，而只會在意你的產(chǎn)品是否有用，是否好用[2]。正是基于對這兩點的考慮，家電遠程控制系統(tǒng)應該是一套低成本、人性化、通用化的設備。 發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年，隨著經(jīng)濟日益騰飛，人們對生活水平的要求也越來越高，“智能家居”這個概念也逐漸被大眾接受。一些對科技發(fā)展動向和市場趨勢敏感的科研機構和有實力的公司，已經(jīng)看到這個市場的廣闊前景，意識到這是一個難得的機遇，開始或已經(jīng)研究和開發(fā)相關系統(tǒng)和產(chǎn)品，并作了先期的部署和規(guī)劃。家電遠程控制系統(tǒng)是智能家居系統(tǒng)的重要組成和支持部分，代表家庭智能化的發(fā)展方向。 本文所要實現(xiàn)的內(nèi)容本文介紹了一種基于AT89S51單片機的家用電器電話遙控裝置，該裝置使用現(xiàn)有電話線來傳送遙控命令，利用普通電話機作為遙控命令生成和發(fā)送裝置，我們只要裝置接收端的電路，把它接在現(xiàn)有的電話線路中，那么就可以在任何地方，任何一部電話機上實施對該受控裝置的遙控操作，從而實現(xiàn)對家用電器的遠程控制。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下一些功能：
2 總體設計方案 系統(tǒng)總體結構框圖 圖1 系統(tǒng)總體結構框圖電話遠程控制系統(tǒng)首先檢測電話線上的鈴流信號，確定電話無人接聽后自動摘機，接收遠端發(fā)送來的信號，并對其進行解碼，解碼后的信號由中央處理單元采集處理，根據(jù)要求控制相應的電器。為了方便用戶使用，系統(tǒng)設計了密碼保護和語音提示功能。家電遠程控制系統(tǒng)一般工作于無人值守的環(huán)境，為了智能化，采用單片機作為中央處理器。整個系統(tǒng)的硬件部分包括電源電路、單片機系統(tǒng)、ISP下載線電路、振鈴檢測電路、電子開關、雙音頻DTMF解碼電路等[3]。 硬件模塊 自動摘機摘機電路可以通過繼電器來完成，使用繼電器電路電路會簡單一些，但繼電器也有一些弱點，如耗電大，重量和體積比較大，另外繼電器很容易產(chǎn)生火花干擾，為了解決這些問題，本文采用了控制三極管通斷的方式來組成自動摘機電路，這樣也比較經(jīng)濟實用。 振鈴檢測當系統(tǒng)處于待機狀態(tài)時，即沒有振鈴信號時，線路上的供電電壓為48V。若用戶被呼叫，電信局交換機向該用戶送來振鈴信號，振鈴信號為25士3伏的正弦波，諧鈴失真不大于10%，電壓有效值90士15伏。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷[4]。據(jù)此可使用電容進行耦合，然后用兩個反向二極管交替導通，通過光電耦合器中光敏三極管的通與斷輸出脈沖信號，脈沖信號直接輸出至單片機的中斷計數(shù)器，完成振鈴檢測和計數(shù)的過程。 雙音頻DTMF解碼此部分是整個電路的關鍵，它的工作情況直接決定了電路的可靠性。解碼電路是將用戶所撥電話的信號解碼后送入單片機，然后由單片機實現(xiàn)對家用電器的遠程控制。本解碼電路采用的是加拿大公司生產(chǎn)的一種集成度高、應用普遍的通信類集成電路芯片MT8870, 該芯片外圍電路簡單、功耗小、抗干擾能力強，在解碼方面有著無可比擬的優(yōu)勢。 控制部分電路本單元電路主要由指示燈電路和繼電器控制電路組成。用8個發(fā)光二極管來代表家用電器指示電路工作，為了防止發(fā)光二極管被燒壞，在二極管與電源之間接了1k的電阻。通過單片機控制多路繼電器的開關，進而達到控制家用電器的目的。 軟件模塊 振鈴信號計數(shù)通過AT89S51的外部中斷實現(xiàn)此功能。 密碼檢測在單片機中開辟一塊內(nèi)存空間存放預置密碼，然后每輸入一次密碼，進行一次比較操作，直到輸入密碼與預置密碼完全一致，才進行下步操作[5]。 語音提示此部分通過單片機的計數(shù)器控制其引腳電平的高低來實現(xiàn)。 控制部分通過向單片機指定單口寫入高低電平來控制指示燈的亮與滅和繼電器的開與關。3 硬件電路設計 電源電路 圖2 電源電路圖如圖2所示電路為輸出電壓+5V、。它是由電源變壓器B、橋式整流電路VD1～VD電容CCCC4和一只固定式三端穩(wěn)壓器(LM7805)極為簡捷方便地搭成的。CC4的作用是濾除掉線路上的高頻脈沖干擾，由于電解電容對高頻電脈沖濾波效果較差，瓷片電容的高頻濾波性能要比電解電容好得多，因此可彌補電解電容高頻濾波較差的不足。三端穩(wěn)壓器是一種標準化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點成為目前穩(wěn)壓電源中應用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。LM7805穩(wěn)壓器輸入、輸出端電壓差通常取3V7V之間比較合適，如果輸入、輸出電壓差過大，當電源電流較大時容易發(fā)熱，因此使用時要加裝散熱片。220V交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路VD1～VD4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會因為市電電壓的波動或負載的變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定性好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機電路的電源。 單片機89S51電路單片機電路圖如圖3所示[6]。 圖3 單片機電路圖本設計使用AT89S51單片機，第9腳為復位端，在該