智能远程控制系统.

1 前 言 21世纪是信息时代，各种电信新技术推动了人类文明的进步。自从1876年，Alexander Graham Bell（贝尔）发明电话以来，世界各国的电话网络发展非常迅速。 进十年来，中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用电话交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，1999年7月固定电话用户总数突破1亿户。 现代电话网络是由交换机和电话传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。并且得到了相当的普及，手机的流行更为人们提供了更大的便利。 遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控既是利用无线电信号对被控物体实施远距离控制。无线电遥控不可避免的须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控需进行专门的布线，增加了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。现有的遥控方式中，还有载波通信控制手段和基于无线寻呼的遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖范围内。因此也存在距离问题，应用范围有限。基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，不具备实时性，而且不具备很高的可靠性。 电话遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性，不需进行专门的布线，不占用无线电频率资源，避免了电磁污染。同时，由于电话线路各地联网，可以充分利用现有的电话网，因此遥控距离可跨省市，甚至跨越国家。 电话属双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息，从而进行进一步的操作。电话遥控这一课题目前已有涉足者，但是只是还只限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，并不能完全体现出电话遥控方式的双工通信特点。本作品正是针对这一点进行了较大改进，采取单片机智能控制，利用不同的提示音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。而且本作品的调试都是在线调试，已经在宿舍连接电话经过真正的交换机实 2

验并且成功。本作品的各种电器接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。 作品为突出电话遥控的信息反馈功能，并使产品达到非常高性价比。故未对电话装置的其他功能进行进一步的扩展，而且所有使用的集成电路和其它元器件都尽量选择廉价的。在该作品的基础上进行了功能扩展是很方便的。譬如:使用语音芯片作为信号音反馈，提高本作品的实用性。加上留言电路，主人不在家时客人留言。利用遥控方式可使主人很方便地在异地提取留言信息；在各路终端上接上传感器即可实现对环境声响的

监听；接上自动拨码电路可定时将预定信息转至主人传呼机或特定电话，从而达到定时提醒主人的目的。本作品还可以应用于工厂企业的自动化控制等领域。

很多人上由于班地点远离住宅,而人们又希望能够随时对家用电器进行控制。现在电话已迅速普及,很多单位和家庭都装有电话。笔者根据这种情况设计并制作出的多路电话遥控器,可使人们随时随地地用电话对多种家用电器进行开关控制。由于电话线路各地联网,遥控距离可跨省市。本系统采取单片机控制,利用语音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈,从而使操作者能够及时了解受控方信息,使产品达到交互式与智能化。通过它，您就可以用任何双音频电话或手机实现对家中任何电器及照明设备的远程控制（须配合智能照明及电源控制系统使用），实现8路的电器电源控制。对家中的灯光、家用电器，如空调、电饭煲等进行控制。和其它智能家居产品可配合使用，扩展出许多功能，实现对家用电器的远程控制。如回家前在路上先打个电话把空调和热水器打开, 回到家就可以享用了，因此具有很高的实用价值。 3

第一章 系统方案论证 §1.1 系统介绍 本方案主要以实现远程控制家中电器开关，显示时间为目的。通过现有公用电话网与给家中控制系统通信，以实现远程控制的功能。也就是一种基于电话网的单片机远程控制系统的方案。（其中，电话线既用于控制数据的传输，又作通话使用）。本系统主要由电话控制器、LED显示、驱动电路等组成。其主要工作流程为：电话控制器进行拨号识别确认本系统的用户密码后开启控制系统，用户的每一项操作步骤都在控制器的语音提示下进行，具体操作过程如下所述：当电话线路有振铃信号时，电话控制器记录振铃次数，在系统默认的振铃次数内，电话无人接听，则控制器自动摘机，进入家用电器控制状态。用户在语音提 示下，输入密码被确认后，用户可以按照语音提示进行遥控操作。操作人输入密码，若三次密码错误,系统自动挂断电话。进入正常遥控状态后，用户输入某一功能操作码，主控器即可将控制指令送到控制线路上，有效地远程控制家用电器。 1.1.1统基本功能： （1） 智能电话远程控制 电话远程控制采用DTMF（DUAL TONE MULTI FREQUENCY）信号传输控制信号，利用电话网的方便和长距离通信可有效地控制远程8路电器开关，并有语音操作提示，可使远程操作者及时了解家中电器状态，并进行有效的控制。 （2） 控制系统具有密码校验功能，若三次之内输入的的密码不正确，就不能对家中电器进行控制，可有效地保护控制系统不会被别人误操作。 （3） 显示时间、日历 系统包含一片DS12887实时时钟芯片，可精确显示时间﹑日历。断电时仍可继续走时10年。且具有高计时精度（误差小于1分/月）。 （4） 断电数据保护、软件看门狗 家用电器开关状态随时保存于非易失性RAM中，断电时数据不丢失，并具有看门狗自动复位功能，具有很高的可靠性﹑实用性。 4

§1.2 方案论证 对远程家电的控制，可有多种实现方法，分别举例如下： （1） 通过专用线路控制 用专用线路可保证控制信号稳定，不易受干扰，且信息量大，保密性好；但必须铺设专用通信线路，费用相当昂贵，无法实现更远程控制，且不能变换控制地点，对本系统没有太大实用价值。 （2） 利用无线电电波控制 用调频无线电波控制可实现较远距离控制，且通信信息量大，地点可随意变换。操作较为方便。但设备昂贵，必须有专用调制解调设备，且极易受干扰，无法实现超远距离控制。控制方必须有配套控制器，成本较高，并占用无线电频率资源。不宜采用。 （3） 利用电力载波控制 电力载波是一种较为成熟的通讯方式，目前低压传输线的数据传输能力已达几十ｋｂｉｔ/ｓ。由于这种通道具有某些不可比拟的特性:如实时性强、机械强度高、投资少等,其发展已越来越引人注目。但其也需要专用电力载波调制解调电路，必须有专用控制设备。且一但控制对象不在同一个电网内就无法实现有效控制，更无法实现远距离控制。而且电力线的线路阻抗和频率特性几乎每时每刻都在变化,所以通过电力线传输信息的可靠性也成为其最大的难点。 （4） 利用互联网控制 使用Modem（调制解调器）与计算机的结合，利用当今流行的INTERNET网通信，可以实现控制信息的超远传递，而且控制信息可以非常复杂和丰富，信息量可以很大。但必须在控制方和被控制方各设置一台计算机及Modem，费用很高。且很不方便携带控制设备。无法实现随地控制。 （5） 利用公用电话网进行远程控制 利用现有公用电话网进行远程控制，无须改造，不增加任何成本，即可实现用固定电话或移动电话对各种家用电器设备的远程控制。如果被控制方的操作较为简单，可直接使用电话机上的双音多频（DTMF）信号（*、＃及十个数字键，共十二个键，一般作电话拨号用）或其组 5

合，就足够对远程被控制方进行有效的控制。使用电话机作控制器不但费用低廉，无须增加额外控制设备，而且方便可靠，不管使用者在任何地方，只要在手边有一部电话机，就可以实现对被控制方的有效控制。 所以，利用现有公用电话网进行远程控制是多种可行设计方案中最为合理﹑可行的。为本设计的首选方案。

§1.3 方案可行性分析

利用现有公用电话网实现家电远程控制，无须改造线路，不增加任何成本，且极其方便实用，不增加额外的控制设备，具有相当的可行价值。 主要元器件的选择如下： 1.3.1 单片机的选择 在单片机的选用上，由于在大学课程中涉及到了单片机原理的学习，所以在经过参考书籍及导师的指导后，按照设计要求最终选用ATMEL公司生产的AT89C51。关于该芯片的引脚功能及其工作原理在各种资料中已有详细的介绍，在此不再赘述。使用89C51完全可以满足本系统的设计要求，且89C51已相当普及，价格便宜﹑编程简便﹑可靠性高。运用于本系统是完全可行的。 1.3.2 语音芯片的选择 电话远程控制系统利用语音提示电路以实现用户和系统的交流。本系统选用美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示电路的核心部分。ISD2590采用E2PROM存储器,信息可永久保存,它还采用了DA直接模拟量存储技术,因而能较好地保留语音信息中的有效成分,提高录放音的清晰度。ISD2590可以存储长达90s的语音,能够实现1～600段语音分段,如采用其快速寻址模式放音，仅须4根I/O口线即可实现对ISD2590任意语段播放的控制；ISD2590的外围电路也非常简单,只需少许阻容元件即可,并且它易与单片机接口,方便实现，运用于本系统是完全可行的。 1.3.3 时钟芯片的选择 为系统增加一块时钟芯片即可很方便地实现时间﹑日历显示，增加系统的功能，实现多功能控制系统。本系统采用美国达拉斯公司的DS12887时钟芯片作为系统时钟，DS12887内置锂电池，断电情况下可运行十年以上不丢失数据，并且还有114字节非易失性用户RAM，可