一種基于單片機技術(shù)的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計

摘 要

越來越多的人注重家用電器的遠(yuǎn)程化控制，而如今電話已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，利用電話網(wǎng)進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制已經(jīng)開始進(jìn)入人們的生活中?；谶@樣的思想，本設(shè)計采用了以單片機為主控制器的遠(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)，以電話網(wǎng)絡(luò)開發(fā)為主的電話控制器。通過電話網(wǎng)絡(luò)傳輸語言和數(shù)字，家庭端控制部分對送來的DTMF信號進(jìn)行解碼處理，最終將信號送給單片機來控制家用電器。

【關(guān)鍵詞】單片機控制 家用電器 遠(yuǎn)程控制

1 引言

隨著城市化發(fā)展的加速，在大都市里的人們的生活節(jié)奏也越來越快，時間就顯得尤為的珍貴。因此，白天在外面忙碌的工作，我們希望可以在回家之前就能夠安排好家里事情，例如：我們希望回到家里米飯已經(jīng)做好，冷氣已打開，讓我們一回到家中就能感受涼爽等等。這些都可以用家用電器的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。

2 遠(yuǎn)程遙控技術(shù)常見方案

2.1 紅外遙控方式

紅外遙控是指發(fā)射紅外信號的方式，控制近距離的物體。常見的紅外遙控系統(tǒng)一般包含發(fā)送部分和接受部分。紅外遙控技術(shù)廣泛運用在各種各樣的家用電器中，例如家中的電視、空調(diào)等的遙控器，為我們的生活帶來了便利。紅外遙控在目前是使用最廣泛的通信手段之一，因為紅外遙控具有快捷、方便、體積小、功能強大并且價格低廉等優(yōu)點，但是同時確存在一個很大的缺點，就是控制距離非常有限，不適合遠(yuǎn)距離的控制。

2.2 PC遠(yuǎn)程控制方式

PC遠(yuǎn)程控制是使用人員通過計算機網(wǎng)絡(luò)的方式，遠(yuǎn)距離的控制家電電器的方式。隨著網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)被越來越多的人接受，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)提高我們的工作效率，幫助我們學(xué)習(xí)和生活。不論在什么地方，不論在什么時間，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方，我們都可以通過遠(yuǎn)程控制的方式，輕松控制家中的電器。遠(yuǎn)程控制方式一般包含客戶端和服務(wù)器端，通過執(zhí)行客戶端程序建立特殊的遠(yuǎn)程服務(wù)方式，向客戶端發(fā)送執(zhí)行命令。如Windows系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程桌面、騰訊QQ軟件也提供了遠(yuǎn)程協(xié)助都得到了很好的應(yīng)用，但PC遠(yuǎn)程控制方式需要有計算機，需要提供客戶端和服務(wù)器端程序才能實現(xiàn)。

2.3 電話網(wǎng)控制方式

現(xiàn)在的家庭，移動電話已經(jīng)廣泛普及了。首先在控制工具上，移動電話這種方式就占有明顯的優(yōu)勢，方便快捷。其次，通過電話網(wǎng)控制家用電器，不需要專門布線，實現(xiàn)起來比較方便。因此，本文采用電話網(wǎng)控制的方式實現(xiàn)。

3 本課題的總體設(shè)計思路

家用遠(yuǎn)程電器控制系統(tǒng)采用了以單片機為核心主控制器，對外部來的信號進(jìn)行處理和判斷，整個電路系統(tǒng)包括掛機電路、摘機電路、解碼電路、ISD4004語音存儲電路以及控制電路組成。

整個系統(tǒng)的運行效果大致是，如果用戶需要遠(yuǎn)程控制家用電器的時候，只要需要撥打家里電話，當(dāng)家中電話響起，則振鈴檢測電路開始檢測信號，一次鈴流信號產(chǎn)生一個脈沖，脈沖送到單片機AT89C51中計數(shù)。在有人接聽或振鈴次數(shù)不大于6次（可由軟件設(shè)定）時，控制系統(tǒng)認(rèn)為是電話呼叫信號或誤操作而不動作，以避免干擾正常電話業(yè)務(wù)。當(dāng)振鈴次數(shù)大于6次時，系統(tǒng)認(rèn)為是對插座和電器的控制，單片機控制摘機并啟動語音提示電路發(fā)出提示音，要求用戶輸入密碼。DTMF解碼芯片MT8870會把用戶輸入的按鍵信號直接送到單片機中判斷。如果密碼不正確，則語音提示重新輸入，當(dāng)輸入次數(shù)超過3次（可由軟件設(shè)定）時，系統(tǒng)將自動掛機；如果輸入密碼經(jīng)系統(tǒng)確認(rèn)正確后，語音提示用戶各項操作所對應(yīng)的數(shù)字鍵，確認(rèn)操作完成后，系統(tǒng)自動掛機。用戶撥打話機按鍵的過程中，按鍵時間間隔不能超過一定時間（一般設(shè)置為5～10秒），當(dāng)超過設(shè)定時間時，系統(tǒng)同樣會自動掛機。

4 主要系統(tǒng)硬件部分

4.1 自動摘、掛機電路

摘、掛機指令是通過單片機T1口的高、低電平的變換來實現(xiàn)的。當(dāng)T1口發(fā)出高電平時，由于電阻本身的限流保護(hù)作用，讓三極管實現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而使得繼電器吸合，完成模擬摘機的功能，如圖1。

4.2 振鈴檢測電路

振鈴檢測電路如圖2所示。

如圖2所示，當(dāng)有振鈴信號從 LINE0、LINE2輸入時，電話線路上的交流電壓經(jīng)過一個橋式整流濾波之后，振鈴信號則由光電耦合器送入74LS123中，74LS123將信號轉(zhuǎn)化成方波最后送給單片機，有單片機進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)次數(shù)達(dá)到6次時，AT89C51的T1口發(fā)出高電平，使自動摘機電路工作摘機。

4.3 語音電路和控制電路的設(shè)計

語音電路采用的ISD4004 語音芯片連接電路，SD4004的驅(qū)動電源為+3V，而整個設(shè)計中，使用的電源都為+5V的電源，所以在此，需要做一個轉(zhuǎn)換，即把+5V的電源通過一個轉(zhuǎn)化電路，將其轉(zhuǎn)換為+3V的電源

5 結(jié)論

本次設(shè)計的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以通過撥打家中的電話號碼方便的遙控家中的電器。比如用戶可以在下班之前通過電話遠(yuǎn)程打開將家中的電飯鍋、空調(diào)、熱水器等電器，下班到家以后，飯已煮好，房間溫度正好合適，熱水器中的水已加熱，既舒適又方便。

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作者簡介

古應(yīng)春（1987-），女，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為四川科技職業(yè)學(xué)院助教。主要研究方向為通信與信息系統(tǒng)。

作者單位

四川科技職業(yè)學(xué)院 四川省成都市 611745