基于DTMF技術(shù)家電遠程控制系統(tǒng)設計

1、基于dtmf技術(shù)家電遠程控制系統(tǒng)設計【摘要】以單片機at89s52做為主控制器，利用dtmf解 碼芯片mt8880對電話線上dtmf信號進行解碼并交付單片機 處理，通過控制繼電器或者采用紅外線的方式控制家電的開 關(guān)工作。該系統(tǒng)具有振鈴檢測、電話自動拾機和掛機、密碼 驗證、語音提示、繼電器和紅外線搖控等功能。該系統(tǒng)通過 軟件硬件整機測試，結(jié)果表明系統(tǒng)在工作過程中運行比較穩(wěn) 定，達到了預期的效果?！娟P(guān)鍵詞】at89s52； dtmf； mt8880；單片機【中圖分類號】tp212【文獻標識碼】a【文章編號】16725158 (2012) 10-0086-021 引言隨著網(wǎng)絡通信技術(shù)、計算機技術(shù)、電

2、子技術(shù)和等科技的 進步以及對生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們對家電的選擇和 使用，已經(jīng)從只關(guān)心家電的單項功能轉(zhuǎn)向追求家電的品位和 控制的便捷性上來。基于dtmf技術(shù)的家電遠程控制系統(tǒng)， 采用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道，由于利用電話網(wǎng)進行遠程控 制不需要專門布線，且不占用無線電頻率資源，不受距離和 環(huán)境影響，可跨省市、甚至跨越國家進行遠程控制，因此是 一種很有前景且低成本的家電遠程控制方式。當人們出門在 外忘記關(guān)電視或者空調(diào)，或者下班后想提前打開家中的熱水 器時，只要利用身邊的電話通過撥打家中的家電控制系統(tǒng)， 就可根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行一步步的操作，實現(xiàn)遠程控制 家電的目的。2系統(tǒng)硬件電路設計系統(tǒng)硬件電

3、路主要包括單片機電路、振鈴檢測電路、電 話自動摘掛機電路、dtmf解碼電路、語音電路、繼電器和紅 外發(fā)射電路，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。2. 1 dtmf解碼電路dtmf解碼電路主要負責對來自電話線上的dtmf編碼信 號進行解碼工作，并將解碼后的數(shù)據(jù)交付單片機處理。系統(tǒng) 采用mitel公司生產(chǎn)的mt8880構(gòu)成解碼電路。mt8880是帶 有呼叫處理濾波器的單片dtmf收發(fā)器，其具有低功耗、高 穩(wěn)定性的特點，具有完整的dtmf收發(fā)功能，具有接收呼叫 音和帶通濾波的功能，可工作于自動音頻突發(fā)方式并能與微 處理器直接連接。如圖2所示，mt8880的dod3與單片機的pi. 0p1. 3 口相連,p1

4、.4p1.7分別與單片機的ck, rso, r/w, cs管 腳相連。當系統(tǒng)摘機后，mt8880工作在接收模式，dtmf信號經(jīng) 由u5的1腳in+和u5的2腳in-輸入，經(jīng)過放大和濾波處 理后，將信號送到兩組六階開關(guān)電容式帶通濾波器中分離出 低頻組和高頻組信號。通過數(shù)字計數(shù)的方式檢出dtmf信號 的頻率，并且通過譯碼器譯成4位二進制碼鎖存在接收數(shù)據(jù) 寄存器中，此時mt8880的irq / cp腳會由高電平變?yōu)榈碗?平。系統(tǒng)采用irq/cp作為單片機的中斷信號，當irq/cp 由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，向單片機發(fā)出中斷請求，當單片機 響應中斷并讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后，1rq/cp自動返回為高 電平。2

5、.2繼電器電路繼電器電路的功能主要是實現(xiàn)對家用電器的開關(guān)控制 工作。如圖3所示，d901、d902、d903、d904發(fā)光二極管做 為電器開關(guān)指示燈的作用。unl2801為反向器，作用是將輸入端的電壓反轉(zhuǎn)輸出。當用戶要求打開電器時，單片機會控制相關(guān)管腳輸出高 電平，其經(jīng)過u9達林頓管反轉(zhuǎn)后輸出低電平，從而繼電器 吸合相應電器的電源會接通。當用戶要求關(guān)閉電器時，單片 機會控制相關(guān)管腳輸出低電平，其經(jīng)u9反轉(zhuǎn)后輸出高電平, 從而繼電器斷開相應電器的電源也會斷開，這樣就可以達到 控制電器的目的。2. 3紅外控制電路紅外線發(fā)射控制電路主要負責對距離比較遠的家電進 行控制，如彩電、空調(diào)、音響等，這些設備

6、通常會分散的放 置在用戶家庭的各個角落，如果選擇采用繼電器來完成控制 就會面臨大量布線的問題。電路圖如圖4所示,j6、j5是兩個功能拓展接口 , ira_clk 連接到單片機的p3.4腳,ira_txd連接到單片機的p3. 1腳。 系統(tǒng)支持兩種方式產(chǎn)生38khz載波信號，第一種方式是由單 片機通過軟件編程的方式產(chǎn)生，第二種方式是由單片機外接 ne555多諧振蕩電路產(chǎn)生。38khz的載波信號與來自單片機 p3. 1腳的紅外編碼信號經(jīng)過調(diào)制過后，通過紅外發(fā)射頭發(fā)射 出去從而實現(xiàn)對家電的控制作用。3系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件的設計均采用了模塊化的設計思想。根據(jù)其具 體實現(xiàn)的功能，軟件模塊可化分為以下八大模

7、塊：主程序模 塊、振鈴檢測計數(shù)模塊、看門狗模塊、電話自動拾機和掛機 模塊、雙音頻(dtmf)解碼模塊、語音提示模塊、繼電器控 制和紅外線編碼發(fā)射模塊。軟件部分工作的過程是，上電初 始化完成之后，當系統(tǒng)檢測到電話線上有鈴流信號時，就會 對鈴流信號進行計數(shù)，當響鈴8次時，系統(tǒng)控制繼電器閉合 接通線路。線路接通后，語音電路發(fā)出語音提示，用戶聽到 提示后，通過電話按鍵發(fā)出dtmf密碼信號，信號經(jīng)過系統(tǒng) 解碼后，對其進行判斷密碼是否正確。如不正確，可重新輸 入，當輸入次數(shù)超過3次時系統(tǒng)就會自動掛機，并且在等待 用戶輸入密碼的過程中，系統(tǒng)會內(nèi)部計時，超過30秒自動 掛機。如果輸入的密碼正確，則發(fā)語音提示，

8、選擇要控制的家電。當系統(tǒng)接收到用戶的按鍵控制信號后，就會控制相應 的繼電器開關(guān)或者發(fā)出紅外線控制信號對家電進行開機或 關(guān)機動作。操作完成后，語音反饋操作結(jié)果，提示成功或者 失敗。4結(jié)語系統(tǒng)基于dtmf編碼采用pstn電話網(wǎng)作為遠程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，來完成對居民家中的家用電器進行遠程控 制的設計方案，另外采用紅外線通信的方式作為家電無線局 域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方式。系統(tǒng)經(jīng)過樣機調(diào)試，試驗證明其各項 功能完成良好，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制家電的目的。系統(tǒng)具有開發(fā)成本低廉、價格便宜、布線簡單、操作方便、安裝靈活和安全可靠的特點，因此可以基本滿足廣大普通百姓對家中家 電進行遠程控制的需要。此外由于系統(tǒng)中mt8880芯片也支 持dtmf解碼的功能，因此只要對系統(tǒng)稍加更進就可以升級 為具有能夠自動撥號預報火警、匪警的家庭安防控制系統(tǒng)。參考文獻1 任晶鋰.國外智能家居住宅布線系統(tǒng)綜述j西北建筑工程學院學報，2000, (3)： 50-522 魯昆生趙曉剛,孟忠江.my8880與mcs-51單片機最簡單的接口方法j無線電工程.2000, (2)： 40-413 劉連吉.isd單片語音錄放器件及電路設計j青島海洋大學學報.1997, 3： 23-254紀紅紅外技術(shù)基礎(chǔ)與應用m北京：科學出版