【正文】 交直流輸入電路三種。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點(diǎn)，無火花地接通和斷開被控電路。它的最大特點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K(1400系列為128K)，所以錄放時(shí)間長；有10個(gè)地址輸入端(1400系列僅為8個(gè))，尋址能力可達(dá)1024位；2500系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0~A9賦值，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動(dòng)在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（EOM）；而放音時(shí)芯片遇到EOM標(biāo)志即自動(dòng)停止放音，設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。 ISD2500 系列單片語音錄放簡介美國ISD公司的2500芯片，按錄放時(shí)間60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2572590和25120四個(gè)品種。它還可以選用呼叫進(jìn)展方式工作，通過呼叫進(jìn)展濾波器來檢測特定通帶內(nèi)的信號(hào)頻率，供微處理機(jī)或計(jì)數(shù)器電路分析，以確定檢測到的呼叫進(jìn)展音的性質(zhì)。片內(nèi)使用了一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器，能合成精確的音調(diào)脈沖，保證音調(diào)脈沖準(zhǔn)確的定時(shí)發(fā)送。其中濾波電路采用高頻群和低頻群兩個(gè)六階開關(guān)電容帶通濾波器，解碼采用數(shù)字計(jì)數(shù)器技術(shù)來確定輸入的 DTMF 音調(diào)的頻率，并將其譯成標(biāo)準(zhǔn)的四位二進(jìn)制碼。14 / 67 雙音多頻收發(fā)器 MT8870 簡介MT8870 是一種帶呼叫進(jìn)展過濾器的單片雙音多頻收發(fā)器。通過軟件周期性的清除WDT計(jì)數(shù)器的值可以防止WDT產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。WDT對那些易受噪聲干擾電壓波動(dòng)或放電現(xiàn)象影響的系統(tǒng)很有用在程序跑飛或死機(jī)的情況下，WDT可以使用戶程序脫離不正常狀態(tài)。實(shí)際證明這種思路是可行的，而且電路簡單，容易實(shí)現(xiàn)。 由于遙控器的二進(jìn)制編碼脈沖有一定的寬度，而且它的高低電平均不斷的交替變化，因此容易讓我們想到一種容易且方便的方法，脈寬測量。系統(tǒng)反碼與功能反碼是系統(tǒng)碼與功能碼的反碼，反碼的加入是為了能在接收端校對傳輸過程中是否產(chǎn)生差錯(cuò)。系統(tǒng)碼也叫識(shí)別碼，它用來指示遙控系統(tǒng)的種類，以區(qū)別其他遙控系統(tǒng)，防止各種遙控系統(tǒng)的誤操作。遙控編碼脈沖信號(hào)（以 PPM 碼為例）通常由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等信號(hào)組成。PWM 碼以寬脈沖表示 1，窄脈沖表示 0。通常，紅外遙控器將遙控信號(hào)調(diào)制在 38KHz 的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號(hào)發(fā)射出去。集中各設(shè)備的方法是首先對各設(shè)備的紅外遙控信號(hào)進(jìn)行識(shí)別并存儲(chǔ)，然后在需要時(shí)進(jìn)行還原，以控制對應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。當(dāng)用戶可以通過任意操作方式對這類家電進(jìn)行控制時(shí)，紅外插座或開關(guān)會(huì)向受控電器發(fā)送相應(yīng)的紅外遙控指令，從而控制電器的運(yùn)行狀態(tài)。本系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)并記憶各種紅外控制類家電的遙控指令，利用單片機(jī)對遙控器的發(fā)射信號(hào)的波形進(jìn)行測量，然后將測量的數(shù)據(jù)回放，由于只關(guān)心發(fā)射信號(hào)波形中的高低電平的寬度，不管其如何編碼，因此做到了真正的“萬能” 。因此本人提出使用紅外遙控進(jìn)行對空調(diào)以及其他紅外電氣的控制方案，使系統(tǒng)具有的紅外學(xué)習(xí)功能可實(shí)現(xiàn)對這類家電的有效控制。本系統(tǒng)采用通信電纜的連接方式。這個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)其實(shí)就是一個(gè)具有 GPRS功能的 GSM 手機(jī)模塊加上單片機(jī)控制系統(tǒng)，GSM 手機(jī)模塊主要是用來建立無線信道，接收和發(fā)出短消息。采用紅外接口的優(yōu)點(diǎn)是單片機(jī)系統(tǒng)與手機(jī)電氣隔離，相互不干擾，接口各自獨(dú)立，使用方便；缺點(diǎn)是通信距離較短，紅外傳播的方向性對接口相對位置有要求。TC35 模塊還支持 RTS0/CTS0 的硬件握手和 XON/XOFF 的軟件流控制。TC35 的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合 ITUT RS232 接口電路標(biāo)準(zhǔn)，工作在 CMOS 電平()。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 FR、HR 和 EFR 語音信道編碼。 GSM 模塊的接口與設(shè)計(jì) TC35 模塊組成Siemens 公司的 TC35 模塊主要由 GSM 基帶處理器、GSM 射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF 連接器、天線接口六部分組成。另外，通過程序可設(shè)定報(bào)警裝置的等級(jí)和報(bào)警器的靈敏度。當(dāng)家人出門后，住宅周界防護(hù)的防盜報(bào)警設(shè)備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)和住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)的防盜報(bào)警設(shè)備(被動(dòng)紅外探測器或被動(dòng)紅外／微波雙技術(shù)探測器)均設(shè)防。住宅周界防護(hù)是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關(guān)，在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器；住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)是指在主要通道、重要的房間內(nèi)安裝被動(dòng)紅外探測器或被動(dòng)紅外／微波雙技術(shù)探測器。這里采用 TP2 高溫型一氧化碳傳感器報(bào)警器需在一氧化碳濃度達(dá)到設(shè)定制值時(shí)系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警。通過設(shè)置在廚房的可燃?xì)怏w探測器，監(jiān)視燃?xì)夤艿馈⒃罹哂袩o燃?xì)庑孤?。家庭控制器還可以根據(jù)有人在家或無人在家的情況，調(diào)節(jié)感溫探測器和感煙探測器的靈敏度。11 / 67 傳感器信號(hào)采集設(shè)計(jì)與分析 防火災(zāi)發(fā)生傳感器火災(zāi)煙霧傳感器是一種在消防管理、安全防范系統(tǒng)中常用的報(bào)警器材，它工作可靠、體積小巧，火災(zāi)煙霧傳感器是把煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電路設(shè)計(jì)時(shí)可以在背后設(shè)計(jì)專用的卡口以便地固定在墻體或者天花板上，使用時(shí)通過設(shè)置在廚房的感溫探測器和設(shè)置在客廳、臥室等的感煙探測器，監(jiān)視各個(gè)房間內(nèi)有無火災(zāi)的發(fā)生。綜上所述，本設(shè)計(jì)信號(hào)音檢測、自動(dòng)摘掛機(jī)、控制電器、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。 設(shè)計(jì)中自動(dòng)摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來實(shí)現(xiàn)。 單元功能模塊本設(shè)計(jì)此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：(1) 鈴音檢測、計(jì)數(shù)；(2) 自動(dòng)摘掛機(jī)；(3) 密碼校驗(yàn)；(4) 在線修改密碼；(5) 雙音頻信號(hào)解碼；(6) 輸入信息分析；(7) 控制電器開關(guān)；(8) 電器狀態(tài)查詢； 軟硬件方案確定根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號(hào)音以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，本設(shè)計(jì)方案結(jié)合實(shí)際情況對具體的單元功能模塊作出軟件或硬件上作了以下分工：交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都大多數(shù)可以通過軟件編程來識(shí)別，即通過單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)來檢測信號(hào)音單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號(hào)音的識(shí)別。(2) 控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)?？刂破鳈z測到六次振鈴后，即六次響鈴后無人接聽時(shí)電話自動(dòng)摘機(jī)，進(jìn)入密碼檢測階段，輸入正確密碼后選擇被控電器，然后輸入開或關(guān)密碼遙控被控電器，完成后返回?；馂?zāi)煙霧傳感器可燃?xì)怏w傳感器擴(kuò)展信號(hào) A/D轉(zhuǎn)換放大、整形放大、整形單片機(jī)信號(hào)分析處理短信息發(fā)送紅外學(xué)習(xí)光電隔離功率器件程控交換信令執(zhí)行器件LCD 顯示門窗磁信號(hào)電壓轉(zhuǎn) 換 RS232 PC 機(jī)電源電路語音提示控制電路SM8952AC25P 單片機(jī) 振鈴檢測模擬摘機(jī)DTMF 解碼10 / 67 圖 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)控制器并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，不會(huì)影響電話機(jī)的正常使用。系統(tǒng)組成框圖如圖 示。為了符合智能化要求，系統(tǒng)采用 SM8952AC25P 作為中央處理器。為了方便用戶使用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語音提示界面。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，能滿足9 / 67面對控制對象、應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場的可靠運(yùn)行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。如對外部信息的捕捉、對控制對象實(shí)時(shí)控制和有突出控制功能的指令系統(tǒng)(I/O 控制、位操作和轉(zhuǎn)移指令等)。(3)能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中可靠運(yùn)行的品質(zhì)。如傳感信號(hào)輸入、人機(jī)交互操作,伺服驅(qū)動(dòng)等。嵌入式系統(tǒng)一般分為四種:工控機(jī)，通用 CPU 模塊，嵌入式微機(jī)處理，單片機(jī)。 單片機(jī)控制部分本系統(tǒng)是單片機(jī)在系統(tǒng)檢測以及工程控制方面的應(yīng)用，其特點(diǎn)是體積小，成本低，功能強(qiáng)，功耗低，是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一，它已廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)品智能化和工業(yè)自動(dòng)化上。 選擇輸入/輸出通道及外圍設(shè)備。選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是微型機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。設(shè)計(jì)方法大致如下：根據(jù)系統(tǒng)的要求，首先確定出系統(tǒng)是采用開環(huán)系統(tǒng)還是閉環(huán)系統(tǒng)，或者是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。總體方案的好壞，直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的性能及實(shí)施細(xì)則。2 方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析本設(shè)計(jì)屬于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。8 / 67(2)軟件部分軟件設(shè)計(jì)部分主要由五大部分構(gòu)成：即數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析部分、電話交換網(wǎng)程控交換信令識(shí)別與分析部分、GSM 模塊 TC35 modem 接口程序部分、分析控制部分。(1)硬件部分智能家居控制系統(tǒng)其硬件部分主要由五大部分構(gòu)成，即電話交換網(wǎng)程控交換信令部分、控制單元、傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、GSM 模塊 TC35 modem 與接口和電源部分。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要任務(wù)本文利用 SM8952AC25P、MT8870、TC35 modem 和各類家居傳感器設(shè)計(jì)制作一款智能家居控制系統(tǒng)樣機(jī)。使生活更加舒適、便利和安全。還將原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。 大型的智能家居控制系統(tǒng)通常由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備 CMTS、交換機(jī)、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等主要部分組成。智能家居控制系統(tǒng)是以 HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺(tái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺(tái)，現(xiàn)場總線為應(yīng)用操作平臺(tái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動(dòng)控制、家庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。人們對家居的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的居家環(huán)境。 智能家居控制系統(tǒng)的概述圖 智能家居控制系統(tǒng)示意圖 　隨著社會(huì)信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。在此以 GSM 網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，它可以應(yīng)用在銀行、儲(chǔ)蓄點(diǎn)機(jī)房監(jiān)控、電信機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、通信行業(yè)遠(yuǎn)端無人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)（如移動(dòng)通信基站、微波站、光纖中繼站等）及其他無人值守點(diǎn)（如倉庫、辦公樓等）監(jiān)控及城市公用事業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)像煤氣調(diào)壓站、自來水、污水管網(wǎng)和熱力系統(tǒng) 、電力系統(tǒng)城市中電網(wǎng)等情況中。比傳統(tǒng)的集群系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋上具有無法比擬的優(yōu)勢，加上 GSM 的 SMS 本身具備的數(shù)據(jù)傳送功能，都使得這些應(yīng)用得到迅速的普及。由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，用戶無需另外組網(wǎng)，在極大提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)為客戶節(jié)省了昂貴的建網(wǎng)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。短信息服務(wù)（Short Message Service，SMS）是 GSM（Global System for Mobile Comm unication）系統(tǒng)中提供的一種 GSM 終端（手機(jī)）之間，通過服務(wù)中心(service center)進(jìn)行文本信息收發(fā)的應(yīng)用服務(wù)，其中服務(wù)中心完成信息的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能。本設(shè)計(jì)正是針對這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。操作者可以通過各種提示音即時(shí)了解受控對象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。另外電話屬雙工通信手段。電話遠(yuǎn)程控制作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進(jìn)行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。智能家居控制系統(tǒng)的主要功能包括通信、設(shè)備自動(dòng)控制、安全防范三個(gè)方面。正是因?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實(shí)現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。自從 1876 年，Alexander Graham Bell（貝爾）發(fā)明電話以來，世界各國的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速，近十年來，中國的固定電話業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長。本系統(tǒng)也可應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)中,實(shí)現(xiàn)對無人值守崗位的遠(yuǎn)程監(jiān)控等。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)正是把MT8870、TC35 modem 與 SM8952AC25P 單片機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來，順利的完成了本設(shè)計(jì)的要求。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，面對各種檢測對象和大量控制單元，需要利用各種接口標(biāo)準(zhǔn)和MCU 進(jìn)行連接，再經(jīng)過 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測控。本設(shè)計(jì)的 MCU 與各個(gè)芯片和模塊的接口、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為以后的產(chǎn)品化提供了良好的基礎(chǔ)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)，以提高工作效率，當(dāng)系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，就可以組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)智能化離不開運(yùn)算和控制單元，本系統(tǒng)采用 MCU(SM8952AC25P)作為主控器件，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。此外，該系統(tǒng)還可使家庭具有多途徑報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等多種功能，如果不幸出現(xiàn)某種險(xiǎn)情，您和 110可以在第一時(shí)間獲得通知以便進(jìn)一步采取行動(dòng)。目 錄引言 ...........................................................31 緒 論 ........................................................4 課題背景...............................................