信息時代下家用電器遠程控制器的開發(fā)探討

郭雙林+周葆林

摘 要：近年來電子信息技術(shù)不斷更新進步，智能家居逐漸被人們接受，家用電器的遠程控制技術(shù)應用越來越廣泛。本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，分析了單片機AT89C51和一些其他精密設備結(jié)合相應的軟件開發(fā)設計，以實現(xiàn)對家用電器進行遠程控制。

關(guān)鍵詞：家用電器；遠程控制器；電話控制

隨著通信產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電話網(wǎng)絡日益完善，家用電器智能化也慢慢的滲入到人們的生活環(huán)境之中，通過電話機的遠程控制，實時采集家用電器各種數(shù)據(jù)，通過設定的指令對家用電器進行智能控制，目前電話機遠程控制系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，在進行用戶語音提示下，對家庭內(nèi)各個用電設備實現(xiàn)快速、方便、全時段控制，還可以降低電磁污染，提高生活質(zhì)量，給用戶帶來更加美好的生活體驗。

一、家用電器遠程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

通常情況下，家內(nèi)用電設備遠程控制系統(tǒng)有兩種，遠程控制系統(tǒng)組成主要包括：①由CPU控制的整個電子線路；②當電話鈴響起并進行檢測線路，實時模擬掛斷電路，電路中還應包括一些電話自動掛機輸電線路和DTMF音頻解碼輔助線路，通過這些設備相互協(xié)作，將控制線路、電源線路等一些重要線路進行聯(lián)系。系統(tǒng)內(nèi)總體框架如圖1所示。

1.2遠程系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)在工作情況下，遠程控制系統(tǒng)其內(nèi)部工作原理如下，電話被打入后，電話內(nèi)部線路自行進行檢測，電話內(nèi)部系統(tǒng)中有直接檢測振鈴，當振鈴次數(shù)達到設定值時，控制器就開始工作，并進行密碼和程序的輸入，并通過系統(tǒng)內(nèi)線路中的提示進行反饋，然而通過一些內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)字信號相互傳輸后，傳輸?shù)捷o助設備中，該輔助設備為DTMF解碼，并通過解碼將數(shù)字信號進行翻譯，并將解碼后的數(shù)字信號進行接收確認后，傳輸?shù)紺PU，當該設備通過解碼后的密碼進行輸入時，系統(tǒng)對密碼有著規(guī)定，一但對該密碼輸入次數(shù)超過規(guī)定次數(shù)就不能得到保證，通常規(guī)定不可超過3次，要確保輸入密碼是正確，對業(yè)務審批操作進行數(shù)字簽名后即可從技術(shù)上保證此操作是只有審批人可以操作，而不能被其他人操作。

二、家用電器遠程控制器的開發(fā)設計要點分析

2.1振鈴檢測輸電路的設計

振鈴中檢測電路的二極管中V1、V2、V3、V4主要起兩種作用：

（1）保護線路中將供電正負輸出信號轉(zhuǎn)換成固定的正負輸出信號；

（2）將不能檢測出的交流振鈴信號，直接轉(zhuǎn)換成可以檢測出的直流信號。

通常情況下，很多線路上的供電設備電壓幾乎為48V，而一些老舊設備供電電壓大不相同，他們供電電壓為60V，通過二極管V1、V2、V3、V4相互整流下，將不能導通的V5進行穩(wěn)壓，這個時候振鈴信號中的電壓幾乎沒有，或者當產(chǎn)生振鈴信號時，輸電線路上的電壓接近80V以上，并通過V1、V2、V3、V4整流作用后，交流振鈴信號直接進行轉(zhuǎn)換，該信號變成直流脈動信號，這種結(jié)果往往導致峰值瞬時間增大，產(chǎn)生后果將V5瞬間擊穿，振鈴輸出電壓會隨著R1的增大而增加，R1對C1充電產(chǎn)生很大影響，R1升高C1也會大大增加，所以振鈴有無可以通過CPU進行檢測，并根據(jù)CPU檢測出的信號進行判斷高低，為了保護CPU需要一些措施，如將穩(wěn)壓管中的振鈴信號進行全面調(diào)控，調(diào)控幅度按照CPU窗口進行調(diào)節(jié)，但不可超過CPU窗口的最大值。

2.2OTMF解碼線路的設計

OTMF輔助線路的工作原理是將傳輸過來的信號進行遠程遙控，如DTMF信號是按照電話按鍵發(fā)出，通過遠程進行控制，并通過內(nèi)部元器件電容、過濾、隔直等一系列措施后才能被MT880接收，接收后將該硬件進行翻譯后才能傳輸下一工作。輸出信號采用二進制方式，將輸出的四位數(shù)據(jù)進行該方式傳輸，這些數(shù)據(jù)可以直接與AT89C5124單片機進行連接，連接口為P1.0-P1.3，后期數(shù)據(jù)根據(jù)MT8870接收到的DTMF數(shù)據(jù)進行分析，將數(shù)據(jù)正確分析后，會將接口斷進行高電平，同時會將CPU數(shù)據(jù)信號內(nèi)的數(shù)據(jù)全部拿走，這里將P1端定為CPU數(shù)據(jù)接口，并將數(shù)據(jù)保存在固定寄存元器件內(nèi)，這個元器件為R7，這時將判斷讀入數(shù)值，連同遠程控制者的傳輸命令，該過程就是操作者傳輸命令。

2.3時鐘電路的設計

DSl2887時鐘目前有如下兩種功能，該兩種功能分別為實時報曉功能，時間準確，第二種為儲存功能，該時鐘內(nèi)部含有RAM，RAM具有儲存功能，內(nèi)部有114字節(jié)和鋰電池，該實時時鐘可在該系統(tǒng)下實行很多功能，其功能如下：

（1）實時時鐘具有多功能的日歷、時間及日期；

（2）每個家用電器開關(guān)最后的狀態(tài)都能夠得到掉電保存；

（3）將整個系統(tǒng)密碼進行快速保存、方便更改功能。

2.4模擬摘掛機電路

根據(jù)現(xiàn)在掛斷機的電路圖進行分析，當電話處于掛機時，電話連接的線路處于開路狀態(tài)，因為此時兩條電話線路處于連接狀態(tài)，而且兩個電話機的電壓都是48V，這個線路中的電壓都在振鈴電路兩端，當電話拿起時，振鈴線路就會立即斷開，此時電話線路會接通，用戶在進行電話撥打過程中，對號碼需先進行確認，并通過電鈴檢測線路的檢測，并形成特殊的脈沖信號傳播，并被單片機接口進行接收，一旦出現(xiàn)振鈴次數(shù)達到系統(tǒng)內(nèi)部振鈴次數(shù)后，單片機通過AT89C51進行軟件程序控制，其數(shù)字信號被產(chǎn)生低電壓，這時候這個信號開始被放大，經(jīng)過一系列元器件進行傳輸，這樣保證三極管達到飽和狀態(tài)，通過此次的內(nèi)部數(shù)字信號和繼電器相互協(xié)作，產(chǎn)生電壓，并在線路中安裝電阻，保證電話順利接通。

2.5語音提示及音頻放大電路設計

語言提示電路采用ISD4004A語音芯片實現(xiàn)，該芯片具有多次重復錄放、自帶存儲器、使用簡單等優(yōu)點。通過地址方式在相對應的地址下，ISD存入不同語音，這時需要單片機將需要的語音進行調(diào)節(jié)，按照控制方式不同，選取不同終端所需地址，并觸發(fā)芯片終端，立刻播放聲音。

2.6中央控制電路及電源

本系統(tǒng)的中央處理單元是AT89S52，當系統(tǒng)上電復位后，CPU可以不斷檢測振鈴信號狀態(tài)。一旦檢測到有效振鈴信號后，此系統(tǒng)會立即啟動計數(shù)程序。當計數(shù)到設定次數(shù)后，CPU自動發(fā)出摘機數(shù)據(jù)，并時時控制摘機提示音，提示用戶需完成密碼輸入。

三、結(jié)語

家用電器的遠程控制在家庭生活中應用將會越來越廣泛，對我國經(jīng)濟建設起到重要作用。在信息網(wǎng)絡發(fā)展的推動下，電話對家用電器的遠程控制不再需要進行過多的布線，信息自動采集也越來越成熟。通過采用合理方式和管理手段，對家用電器實現(xiàn)遠程控制，同時我們要不斷總結(jié)經(jīng)驗，改善方法，進一步加強我國信息技術(shù)健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]智能用電管理系統(tǒng)及其上位機軟件設計[J]. 封勇韜，李中偉，佟為明，劉慧眾，張鵬偉. 電器與能效管理技術(shù). 2015（10）

[2]高級計量架構(gòu)（AMI）對智能電網(wǎng)下供用電關(guān)系的影響[J]. 章鹿華，王思彤，易忠林，袁瑞銘，周暉，殷慶鐸. 電測與儀表. 2016（05）

[3]基于實時電價的智能用電系統(tǒng)[J]. 殷樹剛，張宇，拜克明. 電網(wǎng)技術(shù). 2015（19）

[4]GPRS終端撥號上網(wǎng)連接認證注冊全過程研究[J]. 趙鋒，王艷瑋，范建華，李琪. 計算機工程與應用. 2014（23）