基于電話網(wǎng)絡(luò)的遙控家電及防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引言
電話與手機(jī)是現(xiàn)代人生活中最常使用的通訊工具之一，若能善加運(yùn)用電話網(wǎng)絡(luò)與電子技術(shù)、無(wú)線通信、計(jì)算機(jī)科技等各項(xiàng)技術(shù)相互結(jié)合，就能讓我們出門在外也能輕易地掌握家中狀況。因此，若能建立一套方便實(shí)用的家庭自動(dòng)化與防盜保安系統(tǒng)，以便提供一個(gè)可以簡(jiǎn)易管理居家環(huán)境的方式，達(dá)到家庭自動(dòng)化、防盜保安和節(jié)約能源的目的。
本研究利用公眾電話網(wǎng)絡(luò)經(jīng)復(fù)頻接收IC(KT3170)連接至單芯片(EM78P451P)，透過(guò)單芯片驅(qū)動(dòng)外部電路與家中電器及門窗的監(jiān)視傳感器連接，再利用EEPROM(93C66)內(nèi)存設(shè)定電話及手機(jī)號(hào)碼，經(jīng)由電話網(wǎng)絡(luò)傳輸，以達(dá)到控制家電及防盜保安的雙向監(jiān)控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)
圖1為電話網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于家電控制及防盜監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖，主要利用單芯片微控制器為中央處理模塊，配合公眾電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家電負(fù)載控制及防盜監(jiān)控的功能。

1．1 硬件結(jié)構(gòu)
家電控制及防盜監(jiān)控系統(tǒng)絕大部份功能在中央處理模塊內(nèi)完成。中央處理模塊實(shí)際上為一微處理器，本系統(tǒng)的功能用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)而成。

4×4鍵盤作為家電控制及防盜監(jiān)控系統(tǒng)的輸入通道，如電話號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼的設(shè)定、瀏覽等。液晶顯示器，用于將已設(shè)定好的電話號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼等的顯示。利用EEP-ROM(93C66)可存儲(chǔ)二十組欲通知電話號(hào)碼。電話自動(dòng)撥號(hào)硬件架構(gòu)如圖2所示。

電話線的信號(hào)情況說(shuō)明如下：
①電話線在等待狀態(tài)時(shí)，其兩端電壓為45 V～55 V。
②當(dāng)響鈴時(shí)，信號(hào)為正弦波，其電壓為100 V，20 Hz。
③當(dāng)拿起電話筒時(shí)，其兩端電壓為5 V。
④電話接通后，再按下電話上的按鍵時(shí)，則每一個(gè)按鍵會(huì)產(chǎn)生一個(gè)DTMF信號(hào)，呈現(xiàn)在電話在線傳送出去，達(dá)到家電控制的目的，其擊鍵數(shù)字對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出頻率值。
在撥接前，中央處理模塊，必須檢測(cè)電話線是否有被占線。若無(wú)人使用，則傳送一高電平信號(hào)，經(jīng)準(zhǔn)位控制轉(zhuǎn)換器，控制開(kāi)關(guān)控制器為ON(即電話接通，也就是電話筒拿起)。當(dāng)數(shù)據(jù)在傳送，有人拿起電話筒時(shí)，則中央處理模塊會(huì)檢知局線被占用，此時(shí)傳送的數(shù)據(jù)會(huì)受到干擾，中央處理模塊等待1O秒后，重新?lián)芴?hào)。當(dāng)電話響鈴時(shí)，則中央處理模塊將傳送一高電位信號(hào)，經(jīng)準(zhǔn)位控制轉(zhuǎn)換器，則準(zhǔn)位控制轉(zhuǎn)換器ON，并開(kāi)始接收16筆數(shù)據(jù)后自動(dòng)會(huì)掛斷電話，其硬件架構(gòu)流程如圖3所示。

語(yǔ)音系統(tǒng)可將負(fù)載動(dòng)作情況，預(yù)先錄好，當(dāng)受控負(fù)載(門、窗、保險(xiǎn)箱……)傳感器感應(yīng)后，CPU將到EEPROM已設(shè)定好的電話或手機(jī)號(hào)碼，經(jīng)公眾電話網(wǎng)絡(luò)撥出，當(dāng)受控電話或手機(jī)接到時(shí)，可由手機(jī)顯示家里電話及響鈴次數(shù)，即可知道家里有狀況，亦可與家里電話接通，則將本系統(tǒng)語(yǔ)音模塊啟動(dòng)，即可了解家里詳細(xì)情況，其硬件架構(gòu)流程如圖4所示。
1．2 軟件模塊
本系統(tǒng)配合電話網(wǎng)絡(luò)，規(guī)劃家電控制及防盜監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括四大項(xiàng)：電話接收數(shù)據(jù)、電話自動(dòng)撥號(hào)、鍵盤設(shè)定數(shù)據(jù)(電話或手機(jī)號(hào)碼)、語(yǔ)音系統(tǒng)。

中央處理模塊利用掃描方式，判斷是否接受中斷及中斷優(yōu)先權(quán)，其硬件架構(gòu)流程圖如圖5所示。

(1)電話接收數(shù)據(jù)
電話接收數(shù)據(jù)時(shí)，先設(shè)定總共接收16筆數(shù)據(jù)，當(dāng)電話響鈴時(shí)，經(jīng)0．5秒后，中央處理模塊會(huì)自動(dòng)接通電話，接收16筆數(shù)據(jù)，并判斷是否為已設(shè)定好的確認(rèn)碼，若不是，則中央處理模塊不會(huì)處理此信號(hào)并自動(dòng)掛斷電話，若是，則依指令判別碼動(dòng)作，如所有負(fù)載關(guān)機(jī)指令、設(shè)定電燈動(dòng)作指令、設(shè)定電飯鍋動(dòng)作指令、設(shè)定電風(fēng)扇動(dòng)作指令、設(shè)定冷氣機(jī)動(dòng)作指令等五種控制。
(2)電話自動(dòng)撥動(dòng)
本系統(tǒng)在自動(dòng)撥電話前，必須先判斷電話是否有被占線，若占線，則CPU將等待一段時(shí)間，若空閑，則即刻接通電話，并自動(dòng)將己設(shè)定好的電話號(hào)碼撥出，再將數(shù)據(jù)傳送，經(jīng)20秒響鈴后，自動(dòng)切斷電話，再判斷是否將所有設(shè)定好的電話號(hào)碼撥完。
(3)鍵盤掃描方式
平時(shí)微處理機(jī)在掃描鍵盤，并判斷是否被按到B鍵或C鍵，當(dāng)B鍵被按到時(shí)表示”設(shè)定電話或手機(jī)號(hào)碼”，當(dāng)C鍵被按到時(shí)則表示”瀏覽設(shè)定好的電話或手機(jī)號(hào)碼”。
①設(shè)定電話或手機(jī)號(hào)碼方式：
先按鍵盤“B”鍵。即可輸入電話號(hào)碼(8碼)或手機(jī)(10碼)。確認(rèn)電話或手機(jī)號(hào)碼是否正確。再按鍵盤“B”鍵，即可將電話或手機(jī)號(hào)碼輸入到93C66內(nèi)存內(nèi)，不會(huì)因斷電而使數(shù)據(jù)消失。
②瀏覽設(shè)定好的電話或手機(jī)號(hào)碼：
先按鍵盤“C”鍵，即可在LCD上顯示數(shù)據(jù)，最前面有序號(hào)(NO：XX)接著顯示電話號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼。再按一次“C”鍵，即為下一筆電話號(hào)碼或手機(jī)號(hào)碼。
(4)語(yǔ)音系統(tǒng)
當(dāng)語(yǔ)音系統(tǒng)被啟動(dòng)后，CPU將讀取語(yǔ)音IC的負(fù)載動(dòng)作數(shù)據(jù)經(jīng)公眾電話網(wǎng)絡(luò)送出并判斷是否超過(guò)20秒，若超過(guò)20秒則自動(dòng)切斷電話。

2 結(jié)論
本系統(tǒng)研制完成了基于電話網(wǎng)絡(luò)遙控家電及防盜監(jiān)控系統(tǒng)的基本設(shè)備，包括負(fù)載受控單元及電話、手機(jī)等配備。實(shí)際測(cè)試表明受控負(fù)載的接收和動(dòng)作均能正常運(yùn)作，達(dá)到了預(yù)期效果，具有很高的使用價(jià)值。