2021年家电远程控制综合系统.doc

1 绪论
家电远程控制系统需求
伴随时代进步，电话使用越来越普遍，电话网络几乎遍布每一个角落，利用现有电话线路实现远端控制是一个极为方便、投资最省、开发周期最短方案，同时又含有很高可靠性和线路免维护等优点，现在大家对家电选择和使用，己经从只关心家电单项功效转向追求家电品位和控制便捷性，信息技术和网络化技术发展，为家用电器远程控制提供了可能。将信息技术和家电控制技术相融合，在更大程度上实现家庭生活信息化和自动化，满足大家舒适、高节奏生活需要[1]。
另外，中国现在已经成为世界上家电生产和出口大国，中国传统家电市场日趋饱和，对外出口家电也急需升级换代，中国关键家电生产商在传统家电降价“大比拼”同时，开始了数字化家电研究开发角逐。然而，现在信息家电发展并不乐观。首先是价格问题。信息家电必需迈过价格这道门槛，才能为更多家庭所接收。其次是是否实用。消费者不会在意你用是什么样技术，而只会在意你产品是否有用，是否好用[2]。
正是基于对这两点考虑，家电远程控制系统应该是一套低成本、人性化、通用化设备。
发展现实状况
近几年，伴随经济日益腾飞，大家对生活水平要求也越来越高，“智能家居”这个概念也逐步被大众接收。部分对科技发展动向和市场趋势敏感科研机构和有实力企业，已经看到这个市场宽广前景，意识到这是一个难得机遇，开始或已经研究和开发相关系统和产品，并作了先期布署和计划。家电远程控制系统是智能家居系统关键组成和支持部分，代表家庭智能化发展方向。
本文所要实现内容
本文介绍了一个基于AT89S51单片机家用电器电话遥控装置，该装置使用现有电话线来传送遥控命令，利用一般电话机作为遥控命令生成和发送装置，我们只要装置接收端电路，把它接在现有电话线路中，那么就能够在任何地方，任何一部电话机上实施对该受控装置遥控操作，从而实现对家用电器远程控制。
该系统关键实现以下部分功效：






2 总体设计方案
系统总体结构框图
图1 系统总体结构框图
电话远程控制系统首先检测电话线上铃流信号，确定电话无人接听后自动摘机，接收远端发送来信号，并对其进行解码，解码后信号由中央处理单元采集处理，依据要求控制对应电器。为了方便用户使用，系统设计了密码保护和语音提醒功效。家电远程控制系统通常工作于无人值守环境，为了智能化，采取单片机作为中央处理器。整个系统硬件部分包含
电源电路、单片机系统、ISP下载线电路、振铃检测电路、电子开关、双音频DTMF解码电路等[3]。
硬件模块
自动摘机
摘机电路能够经过继电器来完成，使用继电器电路电路会简单部分，但继电器也有部分弱点，如耗电大，重量和体积比较大，另外继电器很轻易产生火花干扰，为了处理这些问题，本文采取了控制三极管通断方法来组成自动摘机电路，这么也比较经济实用。
振铃检测
当系统处于待机状态时，即没有振铃信号时，线路上供电电压为48V。若用户被呼叫，电信局交换机向该用户送来振铃信号，振铃信号为25士3伏正弦波，谐铃失真小于10%，电压有效值90士15伏。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断[4]。据此可使用电容进行耦合，然后用两个反向二极管交替导通，经过光电耦合器中光敏三极管通和断输出脉冲信号，脉冲信号直接输出至单片机中止计数器，完成振铃检测和计数过程。
双音频DTMF解码
此部分是整个电路关键，它工作情况直接决定了电路可靠性。解码电路是将用户所拨电话信号解码后送入单片机，然后由单片机实现对家用电器远程控制。本解码电路采取是加拿大企业生产一个集成度高、应用普遍通信类集成电路芯片MT8870, 该芯片外围电路简单、功耗小、抗干扰能力强，在解码方面有着无可比拟优势。
控制部分电路
本单元电路关键由指示灯电路和继电器控制电路组成。用8个发光二极管来代表家用电器指示电路工作，为了预防发光二极管被烧坏，在二极管和电源之间接了1k电阻。经过单片机控制多路继电器开关，进而达成控制家用电器目标。
软件模块
振铃信号计数
经过AT89S51外部中止实现此功效。
密码检测
在单片机中开辟一块内存空间存放预置密码，然后每输入一次密码，进行一次比较操作，直到输入密码和预置密码完全一致，才进行下步操作[5]。
语音提醒
此部分经过单片机计数器控制其引脚电平高低来实现。
控制部分
经过向单片机指定单口写入高低