引言

隨著計算機技術和電信業的發展，通過電話線進行的遠程通信越來越常見。人們通常采用MODEM進行通信，但是在通信數據量不大，對通信速率要求不高的應用場合，我們可以考慮一種DTMF通信方式，它具有接口簡單，成本低廉且可靠性高的特點。本文介紹了一種電話遠程控制家用電器的實現方法。用戶可通過任意一部雙音頻電話（包括手機、電話分機）對自己家庭安裝的家用電器進行開機、停機、設定等操作。

1、系統結構

本系統主要包括電話振鈴檢測電路、電話自動摘掛機電路、DTMF信號解碼電路、語音提示電路以及整個系統的控制心臟CPU電路。當有電話打入時，電話振鈴檢測電路檢測到有振鈴并等待至系統默認的振鈴次數后，控制器自動摘機，并在語音電路的提示下依次輸入用戶的操作密碼和操作指令。DTMF解碼電路將接收到的DTMF解碼后的數字信號送入CPU，若輸入密碼錯誤達3次以上，系統自動掛斷電話。當進入正常遙控狀態后，CPU用控制命令來開啟家用電器接口電路。整個系統的結構框圖如圖1所示。

2、電話遠程控制部分的實現方法

電話遠程控制部分主要由電話振鈴檢測電路、自動摘掛機電路、DTMF信號解碼電路、語音提示電路、實時時鐘電路和CPU組成。CPU是整個系統的控制核心，本系統采用AT89C51，所有電路都是在它的控制之下完成各種規定的操作。下面具體介紹各單元電路的設計方案。

2.1振鈴檢測電路設計

當電話線路上沒有振鈴信號時，電話線路由電話交換機提供大約48V的直流電壓。當用戶被呼叫時，電話交換機發出的約為70V的交流信號，經全橋BRIDGE1極性校正后，使用高壓穩壓二極管進行降壓，然后輸入至光耦4N35的輸入端，輸出的脈沖方波信號再經放大、整形后送至AT89Ｃ51的T0端，CPU對振鈴信號計數，完成整個振鈴音檢測和計數的過程。

2.2 DTMF解碼電路設計

遠程用戶通過電話按鍵發送的DTMF信號，經耦合電容的隔直、濾波后，由MT8870接收并進行硬件譯碼，輸出的四位二進制數據直接與AT89C51單片機的P1.0～P1.3口連接， MT8870接收到有效的DTMF信號并解出正確的BCD數據時，會使STD端置高電平，通知CPU取走數據。CPU從P1口讀入數據，去掉高四位后將數據保存于內部R7寄存器單元，并對讀入的數值進行判斷，從而得到遠程控制者的輸入命令。

2.3實時時鐘電路設計

DS12887為DALLAS公司生產的實時時鐘芯片，除具有實時鐘功能外，它還具有114字節的通用RAM，內藏鋰電池。在本系統中，巧妙的應用DS12887實現了以下功能：（1）多功能日歷、時鐘。（2）掉電保存各路家用電器開關狀態。（3）保存系統密碼，且密碼可在線更改。（4）結合軟件實現看門狗，增強了系統的可靠性與穩定性。

AT89C51為INTEL系列總線，所以DS12887的MOT腳接地，AS，DS，RW分別與AT89C51 ALE，RD，WR管腳相連。為盡量節省I/O口線，對DS12887的讀寫不采用MOVX A，@DPTR 指令，而采用P3.5作為片選信號，對DS12887的讀寫全部采用MOVX A，@R0來完成。這樣可充分利用CPU的P2口，避免讀寫時影響電器狀態。

2.4語音提示電路設計

電話遠程控制系統利用語音提示電路實現用戶和系統的交流。語音提示電路預先存儲若干段系統提示音，AT89C51中央處理單元電路判斷用戶發送的DTMF信號后，對語音提示電路進行尋址，播放相應的提示音，從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作。

本系統語音存儲采用了美國ISD公司的ISD2590芯片，該芯片具有抗斷電、音質好，使用方便等優點。有10個地址輸入端，尋址能力可達1024位；最多能分600段；設有OVF（溢出）端，便于多個器件級聯。與CPU接口電路如圖4 所示。

ISD2590的最高地址位A8（腳9），A9（腳10）置為高電平時，芯片即進入操作模式狀態。操作模式根據引腳A1～A8的高低電平不同組合總共分為6種不同的模式，實現不同的功能。

為盡量節省I/O口線，采用了M1和M6相結合的方法實現對ISD2590操作，將所需的語音通過開始/暫停按鈕一段一段從話筒錄入芯片，只需記住各段的序號即可。

ISD2590的信息檢索模式的使用方法：首先將芯片的錄放控制P/R端置高，地址位A4，A0置高，現在芯片即處于信息檢索模式的信息讀取狀態。要播放第N段的語音，先給PD端一高電平脈沖，使地址指針復位為0。因為所有的序號都以存儲器起始處為基準，除第一段外，只需要CE端發送N-1個不大于10us低脈沖，即可使地址指針到達第N段的開始處，然后拉高A0，在CE端加一個低脈沖即可播放第N段的語音信息，直到此段后的EOM標志出現為止。

由此可知準確檢索的關鍵在于正確檢測到每一段的EOM結束標志。因為在快進狀態下，EOM脈沖的寬度只有10us左右，對于速度不高的單片機不易檢測到，此時可用外部中斷來檢測EOM標志位。

3、軟件設計

如何利用有限的16種DTMF信號實現多樣的系統控制功能，是系統成功與否的關鍵，借助于軟件編程，系統可以對16種DTMF信號的任意組合進行解釋，從而豐富了系統功能。系統軟件主要功能如下：

（1）系統身份認證功能 為了保證只有合法用戶才能操作系統，電話遠程控制系統上線以后，用戶必須輸入密碼，待系統確認后才具有對系統的操作權限。

（2）用戶信令解釋功能 對收到的用戶信號，系統按照軟件設定加以解釋，并決定對語音提示電路尋址，播放相應的系統提示音，實現用戶和電話遠程控制系統間的交互操作，或者對外部受控設備發出相應的驅動信號。

（3）軟件定時功能 系統軟件設定系統自動復位的軟件定時器，定時器的設置值規定了系統一次上線工作的最大時間。若一次工作超時，系統自動離線，進入待機狀態。

4、結語

利用智能電話遠程控制系統可以實現固定電話和移動電話對空調器、電燈、電飯煲等家用電器設備的遠程控制，如可以提前將居室的空調打開，一進家門便享受清涼世界；用戶外出旅游或出差時，通過本系統開關居室的電燈、電視，造成有人在家的假象，提高家居安全。本系統可以擴展用于數據通信量不大，速率要求不高的遠程通信場合。可應用于自動防盜報警裝置、公話集中管理系統以及遠程分布式數據采集系統等，實現對無人值守崗位的遠程控制。該系統軟硬件實現技術具有接口電路簡單、可靠性高、成本低、靈活性強等優點。

責任編輯：gt