【正文】 odule the six modules, explaining the principle of hardware and software、specific production methods and the function of the design detailed from description of five module respectively . Finally, giving the test results and conclusions.The characteristics of the operation of the design is easy、economical and practical.Key words：Intelligent SOS。 本文首先介紹當(dāng)今家庭智能系統(tǒng)及電話系統(tǒng)的概況，然后介紹總體設(shè)計(jì)的組成模塊、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程及方案論證；之后通過(guò)對(duì)無(wú)線收發(fā)模塊、室內(nèi)控制模塊、自動(dòng)摘掛機(jī)模塊、自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)模塊、語(yǔ)音錄放模塊、GSM模塊這六個(gè)模塊進(jìn)行分別的描述，詳細(xì)地闡述本設(shè)計(jì)的軟硬件的原理、具體的制作方法和所能實(shí)現(xiàn)的功能。隨著人民生活水平的提升，人們更加注重自己生活的質(zhì)量，更加關(guān)注家庭安全服務(wù)這一緊緊關(guān)乎百姓日常生活的一個(gè)方面。有關(guān)智能化的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也會(huì)一步步完善，并逐步成為產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在一定的時(shí)間范圍以內(nèi)，老式號(hào)盤式電話曾經(jīng)占據(jù)過(guò)一定的市場(chǎng)，但隨著生活水平的迅速提高，人們對(duì)電話機(jī)的質(zhì)與量要求越來(lái)越高，老式電話機(jī)正逐漸由集成電路或單片機(jī)等構(gòu)成的高性價(jià)比的按鍵式電話所取代。模擬話音信號(hào)進(jìn)一步被采樣量化成為數(shù)字信號(hào)，以便在數(shù)字交換傳輸網(wǎng)絡(luò)中傳遞。SS7網(wǎng)是一個(gè)帶外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，它疊加在運(yùn)營(yíng)者的交換網(wǎng)之上，是支撐網(wǎng)的重要組成部分。用戶利用無(wú)線發(fā)射端向空間發(fā)射無(wú)線求助信號(hào)，信號(hào)在無(wú)線接收端接收到以后，觸發(fā)室內(nèi)控制模塊進(jìn)行相關(guān)處理，并進(jìn)行摘機(jī)，自動(dòng)撥號(hào)，發(fā)送短信，語(yǔ)音呼救，掛機(jī)等操作。開始摘機(jī)系統(tǒng)初始化設(shè)置MT8880工作在CP模式5s定時(shí)同頻方波計(jì)數(shù)是否按下按鍵大于17921000~1350其他范圍400~800否是否否否是計(jì)數(shù)清零計(jì)數(shù)清零計(jì)數(shù)清零計(jì)數(shù)清零是是是設(shè)置MT8880工作在DTMF模式發(fā)送號(hào)碼點(diǎn)亮提示燈GSM發(fā)送短信點(diǎn)亮提示燈掛機(jī)停止放音結(jié)束點(diǎn)亮提示燈點(diǎn)亮提示燈播放錄音 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流程圖2．3．3 自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)模塊核心芯片的選擇本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是通過(guò)模擬電路模仿固定電話機(jī)進(jìn)行自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)，因此選擇使用同時(shí)具有發(fā)送雙音頻信號(hào)功能和呼叫信號(hào)音處理功能的DTMF信號(hào)收發(fā)芯片MT8880CE作為該部分的核心芯片。而且對(duì)于熟悉8051的用戶來(lái)說(shuō)，選用STC系列單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是輕而易舉的。STC89C52作為普通51單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡(jiǎn)單，方便使用，且功能強(qiáng)大。 （2）跳變觸發(fā)方式：當(dāng)通過(guò)軟件設(shè)置TCON寄存器中的ITx為1時(shí)，則選擇外部中斷（INTx）請(qǐng)求為跳變觸發(fā)方式。無(wú)線接收子模塊、自動(dòng)摘掛機(jī)模塊、自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)模塊、語(yǔ)音錄放模塊、GSM模塊均直接與本模塊相連接。4．2 自動(dòng)摘掛機(jī)模塊硬件設(shè)計(jì)原理為了使電話線路上兩條雙絞線之間有足夠低的電壓，需要在需要用戶摘機(jī)的時(shí)候?qū)蓷l電話線近似聯(lián)通。故繼電器在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。5．1 電話撥號(hào)基本原理電話撥號(hào)分為脈沖撥號(hào)和雙音頻撥號(hào)。%。MT8880還具有標(biāo)準(zhǔn)的微處理器總路線與6800系列的微處理器直接連接。 VRef：內(nèi)部參考電壓輸出端，該參考電壓等于VDD/2。5．2．3 MT8880的工作模式MT8880有很強(qiáng)的功能，它可以有六種工作模式： （1）雙音多頻模式：在該模式下，芯片能夠接收并譯碼DTMF信號(hào)或產(chǎn)生并發(fā)送DTMF信號(hào)。5．2．4 MT8880的寄存器與控制字MT8880內(nèi)部有5個(gè)寄存器：數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器TDR、數(shù)據(jù)接收寄存器RDR、控制寄存器CRA、控制寄存器CRB、狀態(tài)寄存器SR。 b2：該位置1時(shí)，芯片被設(shè)置為中斷模式，當(dāng)芯片同時(shí)被設(shè)置為雙音多頻模式時(shí)，IRQ端保持低電平輸出。當(dāng)b2置1后， b3置1選擇列音，置0選擇行音。 MT8880的讀周期操作時(shí)序圖 MT8880的寫周期操作時(shí)序圖5．2．7 MT8880控制端口的分配MT8880芯片工作在何種工作模式?jīng)Q定于向控制寄存器寫入何種控制字，在這個(gè)過(guò)程中，需要先對(duì)Φ2（時(shí)鐘信號(hào)）、CS（使能信號(hào)）、RS0、RW這四個(gè)端口進(jìn)行設(shè)置。雙音多頻信號(hào)（DTMF信號(hào)）是電話系統(tǒng)中電話機(jī)與交換機(jī)之間的一種用戶信令，通常用于發(fā)送被叫號(hào)碼。之后再通過(guò)一個(gè)RC串聯(lián)電路，將信號(hào)中可能殘存的無(wú)用的直流信號(hào)濾除，從而將一個(gè)小幅值的雙音頻信號(hào)送到NPN型三極管8050的基極。向CRA寫入的控制字表明，允許下個(gè)周期寫入CRB控制寄存器，并且設(shè)置MT8880芯片工作在雙音多頻模式，允許雙音頻信號(hào)輸出。當(dāng)信令傳輸通道開啟后，會(huì)出現(xiàn)三種不同的信號(hào)音進(jìn)行提示，這三種信號(hào)音分別為等待撥號(hào)音、回鈴音和忙音。此外，如果主叫用戶撥通電話后不久，被呼叫用戶也摘機(jī)，即交換機(jī)將信令傳輸信道自動(dòng)變更為語(yǔ)音傳輸信道（正常通話）之后，MT8880即使工作在呼叫處理模式之下，其頻率也無(wú)法滿足芯片內(nèi)部帶通濾波器的接收范圍這一固定指標(biāo)，因此IRQ理論上不會(huì)輸出任何方波。當(dāng)該模式設(shè)定后，還是設(shè)定定時(shí)器中斷與外部中斷才能使單片機(jī)從MT8880芯片的IRQ端口接收脈沖信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要預(yù)先在語(yǔ)音錄放模塊進(jìn)行錄制語(yǔ)音，并且在一鍵求救時(shí)，可以自動(dòng)播放和停止。協(xié)議的具體內(nèi)容如下。 （2）錄音： ① 發(fā)POWER UP命令。為保證SPI等各端口能夠輸出可是別的高電平信號(hào)。6．3．2 語(yǔ)音停止部分的軟件設(shè)計(jì)按照ISD4004工作指令表的說(shuō)明，進(jìn)行停止當(dāng)前操作命令。7．3 GSM模塊的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)除了可以撥打固話求救外，還附加了一個(gè)短信報(bào)警功能。該模塊核心芯片為SC2262編碼芯片。采用CMOS工藝制造，它最大擁有12位的三態(tài)地址管腳，可支持多達(dá)531441（或312）個(gè)地址的編碼。經(jīng)模塊測(cè)試，各部分工作正常，三極管放大效果良好，信號(hào)音檢測(cè)正常，IRQ端的同頻方波數(shù)輸出正常。 整體硬件實(shí)物圖 軟件開發(fā)環(huán)境結(jié)論本設(shè)計(jì)是一款滿足人們現(xiàn)實(shí)生活中家居安全需求的智能化系統(tǒng)的，利用市場(chǎng)上較為成熟的單片機(jī)技術(shù)和應(yīng)用范圍很廣的公共電話網(wǎng)，配合精度較高的的雙音頻收發(fā)芯片MT8880和適用于通信的語(yǔ)音芯片ISD4004，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所有預(yù)期功能。即使用極其簡(jiǎn)捷?？梢哉f(shuō)，本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以順利完成，離不開這幾位老師的幫助。使用遠(yuǎn)程遙控器的目的可枚舉如下： 1. 找一個(gè)解決普遍存在的問(wèn)題的辦法。昂貴的設(shè)備僅僅用于語(yǔ)音通信將會(huì)是一種浪費(fèi)[1]。圖1 電話遠(yuǎn)程控制在這個(gè)系統(tǒng)中，電話號(hào)碼是通過(guò)語(yǔ)音模式發(fā)出的。低音頻組：697,770,852,941Hz高音拼組：1209,1336,1477,1633Hz頻率容差：%+2Hz振幅范圍：24dbma+6dbm600Ω脈沖持續(xù)時(shí)間：40ms圖2 電話機(jī)DTMF發(fā)生器簡(jiǎn)圖表1 功能解碼表DTMF接收器的任務(wù)是在電話線路或者其他傳輸媒介上檢測(cè)到一個(gè)有效的語(yǔ)音對(duì)，一個(gè)有效的語(yǔ)音對(duì)表示一個(gè)單一的數(shù)字。圖4 濾波器響應(yīng)l 控制單元就像任何電話機(jī)那樣，連接到電話網(wǎng)絡(luò)上。該模塊有四個(gè)主要特點(diǎn)。因此，通過(guò)光電耦合器，浪涌隔離（光盤版）保護(hù)電路和匹配變壓器后，系統(tǒng)符合電信監(jiān)管部門的使用條件，并且設(shè)置兩個(gè)光隔離器是比較合適的，第一個(gè)光耦用于環(huán)形探測(cè)器和環(huán)形計(jì)數(shù)器之間，另一個(gè)光耦則作為匹配變壓器通過(guò)電話線連接的初級(jí)。圖7 數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)框圖圖8 一個(gè)完成的DTMF接收器電阻和電容的參數(shù)分別如下： MT8870的輸出端輸出的是4bit的編碼，通過(guò)接口線KLMN應(yīng)用于數(shù)字電路中，在接收器下一級(jí)的數(shù)字電路作為一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序如圖9所示。鍵，D型觸發(fā)器接收到一個(gè)低電平，復(fù)位輸入并且Q電平狀態(tài)變低，這樣，LED燈熄滅。若要該集成電路處于主動(dòng)模式下，引腳18~19必須要置低電平，主動(dòng)模式取決于密碼檢測(cè)電路。所接收到的語(yǔ)音利用經(jīng)過(guò)匹配變壓器的接口電路傳輸?shù)竭@個(gè)部分，該部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。圖5 遠(yuǎn)程遙控器的結(jié)構(gòu)框圖 電話線路接口該部分由兩部分組成，第一部分檢測(cè)到振鈴信號(hào)，使控制單元在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行呼叫應(yīng)答；另一部分通過(guò)電話線接收和發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)。l 對(duì)于自動(dòng)線路連接來(lái)說(shuō)，必須使用環(huán)形探測(cè)器和環(huán)形計(jì)數(shù)器。DTMF接收器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，這種集成電路是一個(gè)完整的DTMF接收器，集成兩個(gè)帶通濾波器和數(shù)字解碼器功能。電話機(jī)使用雙音多頻（DTMF）的方法發(fā)送數(shù)字。當(dāng)一個(gè)人離家很遠(yuǎn)，突然想起需要完成的一些事情時(shí)，他不是必須親自回去，就是要找其他人去完成這項(xiàng)工作，這兩種情況都很浪費(fèi)時(shí)間和精力。在這種情況下，就需要遠(yuǎn)程控制。參考文獻(xiàn)[1] 陽(yáng)昌漢．高頻電子線路．北京：高等教育出版社，2006[2] 童詩(shī)白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2007[3] 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程——入門、提高、開發(fā)、拓展. 北京：電子工業(yè)出版社,2009[4] 李碩，馮玉娟．：國(guó)外電子元器件，第8期，P6568. 2008 [5] 蘇新紅，張志霞．家庭智能緊急呼救系統(tǒng)設(shè)計(jì)．河南：科技信息，第24期，P406. 2011[6] 趙陽(yáng)．MT8880的音信號(hào)檢測(cè)在交換系統(tǒng)中的應(yīng)用．南京：電子工程師，第4期，P4148. 2001[7] 余彬杰，路林吉．基于公共電話網(wǎng)的電梯安全呼救系統(tǒng)．上海：第八屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議，P109113. 2007[8] 葉晨輝，趙全明，丁夢(mèng)瑤. 基于MT8880的多功能一鍵撥號(hào)電話系統(tǒng)設(shè)計(jì). 河北：電子設(shè)計(jì)工程，第4期，P190192. 2011[9] 李雪梅，李秋紅. AT89C51單片機(jī)在電話遠(yuǎn)程控制器中的應(yīng)用. 黑龍江：元器件與應(yīng)用，第20期，P3641. 2006[10] 葉夢(mèng)雄. 基于MCS51單片機(jī)的無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì). 陜西：第八屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議，第8期，P5. 2007[11] 張志柏. 基于單片機(jī)的家用電器遠(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn). 江蘇：常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，第1期，P3032. 2006[12] 羅士忠，. 江西：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，第1期，P5455. 2005[13] 楊濟(jì)豪，張自友. 家庭電話自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)研究. 四川：科技論壇，第5期，P20. 2009[14] 夏漢川，吳偉民，謝嶸等. 智能家居家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 廣東：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，第203期，P6367. 2005[15] 夏勝枝. 物聯(lián)時(shí)代智能車載電子系統(tǒng)發(fā)展分析. 北京：電信科學(xué)，第2期，P9195. 2011[16] 劉高潮，梁向東. 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)DTMF信號(hào)譯碼. 廣西：電子測(cè)量技術(shù)，第5期，P158161. 2008[17] 陳貴夫，宋君，楊龍. 基于單片機(jī)和DTMF的報(bào)警系統(tǒng)終端. 安徽：電子測(cè)試，第4期，P6972. 2009[18] 屠紀(jì)生，許常青. 采用單片機(jī)控制的電話交換機(jī). 江蘇：通訊與電視， P1719. 1994[19] Mingyi Mao ,Qian Mo,Qingfu Huang,Jianjun Lv,Zhicheng Chen. Solution to Intelligent Management and Control of Digital Home. 2010 3rd International Conference on Biomedical Engineering and Informatics. 2010[20] Tianfu Yuan. The embedded alarm system based on the Public Switch Telephone Network. IEEE. 2011外文資料翻譯及原文一個(gè)用于家庭及辦公室的遠(yuǎn)程電話遙控器lsmail Cogkun, Hamid ArdamGazi Universitesi, Teknik EgitimFakultesi Elektrik mitimi Bolumu06500Te kni kokullarAn kara/Tu rki ye摘要本文介紹了一個(gè)基于手機(jī)的家庭辦公室自動(dòng)化遠(yuǎn)程遙控器的的設(shè)計(jì)和開發(fā)。（5）本設(shè)計(jì)附加GSM無(wú)線短信報(bào)警功能，可以避免單方面聯(lián)系不通而引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。在通話功能中，利用ISD4004高品質(zhì)語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片將按段存儲(chǔ)的語(yǔ)音信息播放。語(yǔ)音錄放模塊功能正常，通過(guò)錄音軟件對(duì)其進(jìn)行錄音后，語(yǔ)音按位存儲(chǔ)狀態(tài)良好，播放語(yǔ)音時(shí)的音質(zhì)較好，可以較好的耦合到電話線上。該模塊核心芯片為SC2272解碼芯片。電路具有省電模式，可用于無(wú)線電和紅外線遙控發(fā)射等應(yīng)用。在GSM初始化中，首先利用ATD指令設(shè)置短信所要發(fā)送到的手機(jī)的號(hào)碼，然后通過(guò)AT+CMGF進(jìn)行設(shè)置優(yōu)先信息格式，最后通過(guò)AT+CMGS送入發(fā)送短信指令。上電延時(shí)設(shè)定指定地址放音命令設(shè)定指定地址放音命令