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1、2 0 1 0 年第1 2 卷第6 期总第1 0 5 期巢湖学院学报J o u r n a lo fC h a o h uC o H e g eN o 6，V 0 1 1 2 2 0 1 0G e n e r a lS e r i e dN o 1 0 5现代家居智能控制系统设计何强(安徽水利水电职业技术学院，安徽合肥2 3 0 6 0 1)摘要：本文设计了一种基于电话和单片机的多功能家电远程控制系统。系统集单片机技术、电话通讯技术、语音技术于一体，主要通过电话来遥控家用电器，根据系统的语音提示，对家用电器(如电饭煲、电风扇、电视、电热水器)进行远程开启、关闭及延时开关的设定。系统人性化设计、
2、结构简单、功能灵活多样，扩展性强且可靠性高。可以广泛地应用于家用电器以及其他场所的各种控制设备。关键宇：单片机；控制系统；智能；继电器中图分类号：T P 2 7 3文献标识码：A文章编号：1 6 7 2 2 8 6 8(2 0 1 0)0 6 0 0 6 7-0 31引言随着社会经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高，现代家庭中人们对智能化程度高的家用电器要求也越来越高。为此，本文设计开发了一种低成本的多功能家电远程控制系统。使用户通过电话可以随时随地完成对远程电器设备的电源开关的控制。例如将空调提前打开、电热水器提前预热等。并且在设计中采用了模块化，将系统分成多个子单元，以提高系统的可靠性
3、以及扩展能力。1 1 系统的主要功能有：1)通过4 组继电器实现远程控制，可控制大部分家用电器：2)本地多个L E D 动态显示可随时观察延时剩余时间及操作过程：3)可利用密码加密以防止他人进入系统：4)可以设置家用电器的人工及自动控制，即通过开关来控制。2 系统结构设计系统采用S，聊3 2 处理器和U C O S I I 操作系统实现总体控制功能。通过电话模块与外界相连通，从而执行来自外部的指令或进行电话主叫报警；利用语音模块实现外部远程控制时的语音提示或主叫发出报警语音：通过控制器中的键盘与L C D 的人机交互界面来设定相关控制受控模块的接入代号。阁系统结构框图如图l 所示。图1 系统结
4、构图收稿日期：2 0 1 0 _ 0 8 2 4作者简介：何强(1 9 7 8)，男，安徽怀宁人。安徽水利水电职业技术学院讲师。研究方向：控制工程。6 7万方数据3 系统硬件电路设计3 1 电话模块的设计。该电话模块电路包括线路振铃检测电路。自动摘挂机电路，D T M F 编解码电路和自动语音应答电路等。当使用者打入电话时，电话振铃检测电路检测到有振铃并等待振铃次数4 次后。由S T M 3 2 发出自动摘机控制信号，并由语音模块进行提示输入操作口令，使用者在话机上的按键通过D T M F 解码电路解码后的数据送人到S T M 3 2 处理器。在处理器进行译码后执行相应的控制操作密码。当密码输
5、入错误3 次时系统自动挂机。当密码正确时，单片机根据返回的确认信息实现对相应的家用电器进行控制。该模块的设计框图2 所示。图2电话模块部分结构框图3 2 语音模块接入设计。当使用者打入电话并且电话远程控制器摘机后。语音模块会进行相应的语音提示。该模块采用的语音录放芯片是I S D 4 0 0 2，其与S T M 3 2 处理器通过S P I 总线相连，由于采用多了电平直接模拟量存储技术，每个采样值可以直接存贮在片内闪存中，因此能够非常真实的再现语音信息。将需要提示的语音信息按段录入到芯片后，在S T M 3 2 的控制下将录入的信息由音频输出端输出。然后经音频功率放大器L M 3 8 6 放大
6、后输送到电话线路上。电路如图3 所示。图3 语音模块接入部分电路3 3 振铃检测电路与自动摘机电路。当电话振铃时，线路上会产生交流4 8 V 的信号，利用电容阻断其直流部分，只让3 0 H z 左右的振铃信号通过。再利用光电耦合导通将C P U 某管脚上电位拉低，通过软件设计使S T M 3 2 认为检测到振铃信号。在S T M 3 2 处理器连续检测到4 次信号(电话产生四次振铃)后，S T M 3 2 处理器控制继电器闭合，通过自动摘机电路使电话线上接入2 0 0 1)的电阻后。交换机即认为电话已摘机。3 4 人机显示与继电器控制电路。使用一片具有串行接口的8 位共阴级数码管的智能显示驱动
7、芯片H D 7 2 7 9，直接驱动4 位L E D，来动态显示4 个继电器的工作状态。然后利用继电器的常开触点来控制电器的开与关。人机显示部分电路如图4 所示。图4 人机显示电路万方数据4 总线通信协议制定为保证处理器与各控制模块以及传感器之间更加有效的进行通信在采用R S 4 8 5 总线的基础上还增强了通信协议来保证数据传输时的高效可靠。该协议主要有命令下发与应答两部分构成。四下发格式：指令头(F 4 F 5)+从设备号(0 1-F F I-I)+指令代码(0 1 8 0 H)+指令数据长度(0 1 F F H)+指令代码与数据和(取最低位字节)+指令尾(F 4 F B)。应答格式：指令
8、头+主设备号(A A H)+从设备号+应答的指令代码+应答数据信息+指令代码与数据和+指令尾。其中格式括号中的数据为指令的代码。因通信协议在编程时需要判断众多的标志，所以程序编写时相对复杂，可先绘制流程图再进行编程。如图5 所示分别为帧头与指令码指收程序流程图和数据长度与数据接收程序流程图。图5帧头与指令码指收程序流程图和数据长度与数据接收程序流程图5 结语这种基于电话和单片机的现代家居智能控制系统作为一项提高人们生活品质和节能可靠的产品，已逐渐进入百姓家庭。系统集单片机、电话通讯、语音技术于一体主要通过电话来遥控家用电器。对于不需要上网或不具备上网条件的家庭来讲意义重大。它将成为未来物联网技
9、术的一个重要的补充，其发展前景也会随着物联网技术的普及将被大多数人所接受。参考文献：【1】周结华，彭侠夫基于公共电话网络实现智能家居的研究叨现代电子技术，2 0 0 9，(4)：5 6-5 8 2】孙晓松，张傻武。曾雪瑞基于D T M F 技术的智能住宅安防系统叨四川理工学院学报，2 0 0 7，(3)：9 5-9 7 3】唐培林现场总线技术应用【M】北京：中国劳动社会保障出版社，2 0 0 7 T H ED E S I G No FD i r E L U G E N TM o D E R NH O M 匣C o N T R O LS Y S T E MH EQ i a n g(A n h u
10、 iT e c h n i c a lC o l l e g eo f W a t e rR e s o u r c e sa n dH y d r o e l e c t r i cP o w e r，H e f e iA n h u i2 3 0 6 0 1)A b s t r a c t：T h i sp a p e rd e s i g n sam u l t i-f u n c t i o n a lh o u s e h o l da p p l i a n c ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nt e l e p h o n ea n ds
11、 i n g l e e h i p T h es y s t e mi n t e g r a t e st h r e et e c h n o l o g i e si n t oo n e，w h i c ha 托t h et e l e p h o n ec o m m u n i c a t i o n，t h es i n g l e e h i pa n dt h ev o i c e T h r o u g l lt h er e m o t ec o n t r o lo ft e l e p h o n eo nh o u s e h o l da p p l i a n
12、 c e s 一-v o i c ep m m p to ft h es y s t e m，i td e f i n e st h eq u a l i t yo fd i s t a n to p e na n dc l o s ew i t ht i m e d e l a ya d a v a n t a g oo ns u c hh o u s e h o l d 印p l i a n c e sa Sr i c ec o o k e r s，e l e c t r i cf a n s，t e l e v i s i o n，a n de l e c t r i cw a t e
13、rh e a t e r s N o t e df o rh u m a nd e s i g n，v a r i o u sf u n c t i o n，s i m p l es t r u c t u r e，g o o ds c a l a b i l i t ya n dh i s hr e l i a b i l i t y，t h i ss y s t e mC a nb ew i d e l yu s e di nh o m ea p p l i e a n c e sa n dd i f f e r e n tc o n t r o ld e v i c e si no t
14、h e rf i e l d s K e yw o r d s：s i n g l e c h i p；c o n t r o ls y s t e m；i n t e l l i g e n c e；地h y责任编辑：宏彬6 9万方数据现代家居智能控制系统设计现代家居智能控制系统设计作者：何强，HE Qiang作者单位：安徽水利水电职业技术学院,安徽合肥,230601刊名：巢湖学院学报英文刊名：JOURNAL OF CHAOHU COLLGEG年，卷(期)：2010,12(6)参考文献(3条)参考文献(3条)1.唐培林 现场总线技术应用 20072.孙晓松;张俊武;曹雪瑞 基于DTMF技术的智能住宅安防系统期刊论文-四川理工学院学报 2007(03)3.周结华;彭侠夫 基于公共电话网络实现智能家居的研究期刊论文-现代电子技术 2009(04)本文链接：http:/