27基于单片机的家用电器电话远程控制系统

基于单片机的家用电器电话远程控制系统现在才将早已过去的毕业设计的的论文放在这里，不是因为这篇论文有多么的了不起，只想把我曾经的一点关于大学最后奋斗的记忆留在这里，以示对那青春岁月的追逝，并以此为证；同时也为那些能够为了整好论文而不停baidu的后继者也借鉴，希望只做参考，切不可照搬，因为此文还有不完善的地方，寄望后人斧正。基于单片机的家用电器电话远程控制系统本文设计的是一种基于AT89C51单片机的远程电话控制系统。该系统是以AT89C51为核心、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。电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT（国际电报电话咨询委员会）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,使用者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实时远程控制。该电话远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染；且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音及时了解受控对象的有关信息。还可通过发出语音命令用电话远程控制多个受控对象,用户可以查询其状态,提供密码处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。关键词AT89C51；远程电话控制；DTMF；智能家电TheTelephoneRemoteControlSystemforHouseholdElectronicApplianceBaseonTheMicrocontrollerAbstractThearticledesignedtheremotetelephonecontrolsystemwhichbasedonmicrocontrollerAT89C51.BasingonthePLMNandPSTN,thesystemwhichusesthecorecontrollerSingle-chipmicrocomputerAT89C51realizeslong-distancecontrolhouseholdappliances.Thetelephonecontrolsystem(ITRCS)whichusesthetelephonenetconvertandvoiceinformationreceivesDTMFcodefromthetelephonenet,andinterpretthecode,thecorecontrollercontrolsthestateofhouseholdappliancesrespondedtotheinterpretation.Longdistancecontroloftelephonedoesnotrequirespecialwiresdistributionanddoesnottakeupwirelessfrequencyresources.Electromagneticpollutioncanthusbeavoided.Thedesigningofasystemoflong－distancecontrolbasedonsoundprocessingtechnologyandDTMFdecodingtechnologyispresentedinthispaper.Byusingsoundcommandsofsoundrecognitiontechnology,thissystemrealizesitscontrolofhouseholdelectricalappliancesthroughtelephonenetworksandsorealizestheintelligentlycontroloftheminresidence.Theembeddedandintelligentsoundindication,itsoutstandingsoundfunctionofpromptanditscodecontrolsystemenabletheoperatorstotimelyobtaintherelativeinformationofthecontrolledobjectsthroughindicatedsounds.Thesystemcanusetelephonetocontrolmanyhouseholdelectricalappliancesinlongdistancethroughutteringsoundcommandsandprovidesthecodesafeguardfunction.Onlythroughinputtingthecorrectpasswordtocontrolthem,theuserscancontroltheconditionofhouseholdelectricalequipment,Sothesystemsecuritycanbeimproved.Thissystemispractical,andthefunctionisflexible,andtheoperationisconvenientwithhighreliability,whichcanbeusedextensiveinvariouskindsofcontrolequipmenttohomeandothersfield.KeywordsAT89C51；Telephoneremotecontrol；DTMF；Householdappliances目录摘要...IAbstractII第1章绪论...11.1本课题研究的背景...11.2远程控制的内容...2第2章系统设计可行性分析...42.1总体设计分析...42.1.1系统总体设计分析...52.1.2单片机简介...52.2硬件模块...62.2.1模拟摘机电路...72.2.2振铃检测电路...72.2.3控制部分电路...72.2.4双音解码电路...72.2.5语音提示电路...82.3软件模块...82.3.1信号音检测...92.3.2密码检测...92.3.3信号分析处理...92.4本章小结...9第3章硬件单元电路设计...103.1振铃检测电路...103.2模拟摘挂机电路...113.3双音频解码电路...123.4信号音提示电路...153.5电器控制电路...173.6本章小结...18第4章软件设计...194.1单片机初始化...194.2振铃计数模块...204.3语音提示模块...214.4密码检测模块...234.5密码修改模块...244.6控制电器模块...254.7本章小结...27第5章系统应用...285.1系统的应用前景...285.2系统使用说明...285.3系统功能扩展...29结论...31致谢...32参考文献...33附录A.34附录B.34附录C.34附录D.34第1章绪论1.1本课题研究的背景二十一世纪是信息时代，各种电信新技术推动了人类文明的进步。自从1876年，AlexanderGrahamBell（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，2004年7月固定电话用户总数突破2亿户。随着通讯产业的发展，电话机已经走进了千家万户；随着现代科学技术的发展，利用电话机进行远程控制的技术也日益用于生活中。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。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。本文介绍了一种电话远程控制技术。该系统用于具有单片机控制的家用电器的电话遥控，用户可通过任意一部双音多频电话（包括手机，电话分机）对自己家庭安装的各种电器（如空调，微波炉，热水器等）进行开机，停机等操作。其控制示意图如图1－1所示。图1－1控制示意图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高性价比的。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（此次为了保证整体电路的经济性，所以并未使用昂贵的语音芯片）。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。1.1远程控制的内容4月17日举行的2008中国国际家电展上，海尔集团展出了自主研发的U-home智能家电系统，包含家庭智能网关、网络空调、网络洗衣机、网络热水器等。下班回家的路上，用手机给家中的电热水器发个短信，到家后就能洗上热水澡；给空调发个短信，设定温度，到家就能享受舒适的室温；给洗衣机发个指令，它就自动将衣物洗涤干净，到家后就能直接晾晒……这些过去只在幻想中出现的场景，如今已经变成现实。然而当今大多数家庭仍然使用的是传统家用电器，本文主要设计一种可以远程控制传统家电的电话控制系统。家庭智能控制系统的主要功能集中在家庭安全报警、电话远程控制、红外集中遥控、自动抄表控制等方面。组网方式分为两大类：有线组网和无线组网。有线组网主要是利用家中的电话线、单独布置通信控制线路或电力线载波通信进行组网；无线组网的主要技术有家庭射频技术(HomeRF)、蓝牙技术(Bluetooth)及家庭电话线网络联盟技术(HomePAN)等。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。电话属半双工通信手段。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半双工通信特点。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。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。电话远程控制系统接收远端发送来的DTMF信号,并对其进行解码,解码后的信号再由中央处理单元采集处理,为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面,电话远程控制系统一般工作在无人值守环境,所以应具有自动摘挂机功能、复位功能；为了符合智能化要求,系统采用AT89C51作为中央处理器。同时,电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。由此可以看出,系