社会经济水平的不断提高开始促使家庭自动化,人们希望能够随时随地对家庭安全实行远程监控以及对家电实行远程控制。以GSM模块和嵌入式微处理器实现的控制器功能强大,但成本过高,成为产品走向普通家庭的障碍。
我国信息事业的持续、快速发展,通信基础设施日臻完善。利用现有的个人通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通信网)和PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统,既可以节约投资,又便于推广。该系统以CCITT及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传输介质,使用户可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的远程控制。
1 硬件电路部分
该控制器由主近电路和接口电路2部分组成。单片机构成主控部分。进行主要的信息处理,接收外部操作指令形成各种控制信号,并完成对各种信息的记录;接口电路包括自动摘挂机控制电路、双音频DTMF译码、编码电路等。
1.1 单片机主控电路
本系统的控制器采用美国爱特梅尔(Atmel)生产的廉价高性能单片机AT89S52作为控制电路的核心。其内部有8 k程序存储器,具有在线可编程功能。具体管脚定义如表1所示。
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在线编程时,在时钟上升沿将数据写入AT89S52,在时钟的下将沿将数据从P1.6口送出。在此需要特别说明的是编程时钟不能高于XTAL1上的系统时钟的1/16。图1为AT89S52在线编程时序图。单片机外围电路的连接如图2所示。
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当需要远程控制时,拨打相应的电话号码,振铃检测电路检测铃流信号。振铃次数达到预定次数后,单片机控制实现电路自动摘机,并启动语音电路发出提示输入密码。密码经接收电路接收并输入到单片机中进行核对,核对正确则提示输入控制命令,单片机对命令进行分析判断,并根据命令要求完成相应的操作。当输入"#"键后,自动实现电话挂机,从而完成一次远程控制。摘机后10 s内若不输入命令或密码,电路会自动挂机。
1.2 MT8870简介
MT8870是Mitei公司生产的一种功能较强的DTMF发送与接收器。他的体积很小、抗干扰性强、晶振频率为3.58 MHz。输出为二进制编码信号,便于与计算机接口。是目前国际流行的DTMF选呼解码器件。其引脚排列、内部原理和管脚连线如图3~图5所示。
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1.3 DTMF信号收发电路
1.3.1 MT8870与单片机接口
MT8870采用了标准的微处理器接口,他的内部寄存器、控制接口和数据总线便于实现与微处理器的直接相连,并通过微处理器对电路进行工作模式控制,使得信号的接受和发送变得简单。MT8870内部有5个寄存器,可分为数据暂存寄存器、收发控制寄存器和收发状态寄存器。接口电路设计如图6所示。
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1.3.2 DTMF信号解码
MT8870通过对电话网上的双音多频信号解码,识别操作者的命令,从而实现对远程的控制或工作状态的查询。电话按键相应的DTMF信号及相应译码输出如表2所示。
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1.3.3 DTMF信号发送
当MT8870作为DTMF发送器时,数据总线D0~D3上四位二进制码被锁存在发送数据寄存器中,发送的DT-MF信号频率由3.58 MHz的晶振分频产生。分频器首先从基础频率分离出8个不同频率的正弦波。行列计算器根据发送数据寄存器中的数据,以八取二方式分离出一个高频信号和一个低频信号,经开关电容作D/A转换,在加法器中合成DTMF信号,从TO端输出。
1.4 自动摘挂机电路
在未来铃流时,电话线路由交换机为其提供48~60 V的直流电压,(一般情况下为52 V)。在提机后,其电压仍为直流,但降为11 V。当用户被呼叫时,交换机发来铃流信号。该铃流信号为25土3 V的正弦波,谐铃失真不大于10%,电压有效值为90±15 V。振铃以5 s为一个周期,即1 s通4 s停。如图7所示:
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2 软件设计
本系统采用C语言编程结合KEII。C编译环境实现。 以上是程序的主体部分,程序的其他部分略。主程序流程如图8所示:
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