基于電話解碼的遠程家電遙控裝置硬件的設(shè)計

崔博 井雄 謝國坤 聶王剛 黃帥 郭兆軒

摘?要：本文主要介紹了用于電話線遠程控制的遠程多通道智能控制器。該系統(tǒng)經(jīng)濟，實用，多樣化，可以查詢和控制遙控對象的狀態(tài)，因此可以廣泛用作各種家用電器的控制裝置。

關(guān)鍵詞：遠程遙控;雙音頻解碼;AT89C51芯片;MT8870

作為信息時代的21世紀，各種各樣全新技術(shù)推動了人類向文明的發(fā)展。交換機和電話傳輸線組成了現(xiàn)在電話的網(wǎng)絡(luò)，隨著性能的不斷創(chuàng)新，可靠性得到了飛躍的提升。遙控技術(shù)通過紅外遙控，超聲波，無線電和有線遙控實現(xiàn)對被控對象的遠程控制。與傳統(tǒng)的遙控器相比，新的電話遙控控制方法具有一定的超越性。它不需要占用射頻資源，可靠地避免電磁污染。[1]由于電話線已在各地之間形成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因此可以充分利用電話網(wǎng)絡(luò)，使得遙控距離可以跨越省市，甚至跨越國家。

1 電話遙控控制器裝置的背景

現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)使智能化家電服務(wù)于千千萬萬個家庭。所有家電企業(yè)都致力于智能科技家電的發(fā)展，并希望所有家電都能集中控制。因此，本系統(tǒng)的研究和開發(fā)是真實可行的。在技術(shù)飛速發(fā)展的同時希望實現(xiàn)對電器的遠程遙控。[2]

2 電話遙控控制器的實現(xiàn)目標

該系統(tǒng)的開發(fā)可以實現(xiàn)電話遙控家用電器，從而實現(xiàn)對電器和對工業(yè)設(shè)備特別是危險工業(yè)設(shè)備的自動控制。[3]同時，更好的為繁忙的人們節(jié)約大量的時間，更好投身于工作中去。

（1）語音提示的功能模塊;通過對振鈴電路進行提示操作，實現(xiàn)了操作時的語音提示功能，在線狀態(tài)語音查詢。

（2）自動摘掛機;這個模塊會實現(xiàn)電話的自動摘掛機的功能。

（3）密碼校驗;系統(tǒng)成功拿起電話后，系統(tǒng)發(fā)出語音提示需要輸入密碼

，密碼輸入正確，系統(tǒng)則開始工作;若是密碼輸入錯誤，系統(tǒng)將會掛機。

（4）在線修改密碼;是用戶根據(jù)系統(tǒng)提示音修改系統(tǒng)密碼，設(shè)定五位數(shù)密碼。

（5）雙音頻信號解碼;該模塊通過芯片MT8870解碼來自電話機的音頻信號而完成的。

（6）控制電器開關(guān);它是家用電器的開關(guān)進行手動或者電話控制。

（7）家用電器的狀態(tài)查詢;通過電話判斷家用電器是處于工作狀態(tài)還是待機狀態(tài)。

（8）忙音檢測;每部電話都有忙音檢測功能，在該系統(tǒng)中也同樣可以檢測到忙音。

3 電話遙控器的技術(shù)改造

首先，程序產(chǎn)生工作蜂鳴聲，這降低了成本并使操作員能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的交互操作;采用有線控制和無線控制相結(jié)合的開發(fā)模式，實現(xiàn)了有線控制和無線控制的雙重控制模式。

系統(tǒng)開發(fā)目標明確，經(jīng)濟技術(shù)方面可行，但投資較少。

功能上的改進，使本系統(tǒng)的開發(fā)是完全可行的。

4 電話遙控控制器硬件單元的電路設(shè)計

4.1 振鈴檢測的電路設(shè)計

在沒有振鈴信號的情況下，電話交換機從電話線提供大約48V的DC電壓。當用戶被呼叫時，電話交換機發(fā)送振鈴信號，振鈴信號的正弦波為25±3V。諧波失真不超過10，其電壓均方根值為90±15V。振鈴周期為5秒，即1秒傳輸，4秒停止。電路檢測到以5個環(huán)為標準的振鈴信號，也就是說，如果5個振鈴后沒有摘機，MCU將控制電話自動模擬摘機。

4.2 模擬摘掛機的電路設(shè)計

根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標，模擬拾音機的電路設(shè)計主要由三極管的開關(guān)電路控制，繼電器是一個200Ω電阻，用于控制輸入電話線的兩端。摘機信號由AT89C51單片機通過TXD/P3.1端口實現(xiàn)。發(fā)光二極管D1由兩個反相器驅(qū)動以指示摘機，三極管T1的基極電壓也被改變使三極管T1處于導電狀態(tài)，由此，繼電器J1導通，電阻器R3通過繼電器J1連接到兩端的電話線。

4.3 雙音頻信號解碼

MT8870主要承擔對雙音多頻DTMF信號解碼電路。

5 電話遠程控制器的應(yīng)用

作為用戶應(yīng)該首先將設(shè)備的信號線與電話線并聯(lián)，請插入設(shè)備電源線，開啟電源開關(guān)，本裝置將會自動復位，就能正常工作了。用戶如下圖所示的用例圖。

電話遠程控制家電結(jié)構(gòu)圖

當用戶呼叫時，設(shè)備可以根據(jù)收到鈴聲的次數(shù)自動接聽設(shè)備（五次）。用戶根據(jù)語音提示輸入密碼。也可以一次控制多個設(shè)備，如果用戶控制完成，可以讓設(shè)備通過‘#鍵實現(xiàn)自動掛斷，此“呼叫”結(jié)束時，打開的設(shè)備可由下一個呼叫關(guān)閉，系統(tǒng)也可通過電話手動控制，根據(jù)每個設(shè)備的相應(yīng)代碼直接打開電話，您可以控制不同的設(shè)備。可以根據(jù)連接到電話的設(shè)備進行控制，也可以一次控制多個設(shè)備，如果用戶控制完成，可以讓設(shè)備通過‘#鍵實現(xiàn)自動掛斷，此“呼叫”結(jié)束時，打開的設(shè)備可由下一個呼叫關(guān)閉，系統(tǒng)也可通過電話手動控制，根據(jù)每個設(shè)備的相應(yīng)代碼直接打開電話，即可控制不同的設(shè)備，本裝置使用起來易操作，而且功能已經(jīng)完善。

參考文獻：

[1]牛元杰.探討現(xiàn)代電話通信技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（33）：122-123.

[2]譚傳武.基于51單片機的WIFI無線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2018（08）：178-182.

[3]姜素霞.面向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的自動控制原理實踐教學改革[J].實驗室科學，2016（01）：128-130+13.