基于單片機智能家居遠程遙控系統

趙 群

（渤海船舶職業學院，葫蘆島,125003）

0 引言

隨著人們生活水平提高和科技的發展，家庭中的用電設備越來越多，新型的智能家居也成為未來發展的趨勢。近些年來中國的移動通信的普及率越來越高，家庭中座機電話漸漸失去了語音通信的主導地位，但是在電傳、傳真和互聯網服務中起主要作用，我們可以利用現有的家庭座機電話實現遠程遙控技術對家用電器設備進行控制，組成真正意義上的智能家居生活。

1 設計思路

如圖1 所示為電話遠程遙控網絡示意圖，普通家庭中的電話線上連接了一個控制盒，該控制盒一方面控制著家里的電器，如電燈、洗衣機和空調等，另一方面監聽電話線上的信號。假如我們使用辦公室的電話或世界上任何一臺電話（包括手機）撥打家庭電話，當控制盒接聽后會提示我們輸入密碼，確認后只要按電話或手機的數字鍵即可控制相應家用電器工作。

拿起聽筒并撥對方的電話號碼，每按一個數字鍵都會從聽筒中發出一個音調，這個過程司空見慣。如果細心的話就會發現電話鍵盤上的數字鍵0 ～9、“*”鍵和“#”鍵都有不同的音調，這些音調是貝爾實驗室的科學家們在1940 年時為了直撥電話的需要，給每個電話按鍵賦予了兩個頻率，這兩個頻率一個是高頻，另一個是低頻。因此貝爾實驗室給這種信號取了個名字，叫雙音多頻信號（DTMF 信號）。

如果要完成電話遠程遙控器的設計，需要對DTMF 信號進行分析。如圖2 所示的電路，與普通電話機的接線盒并聯后，從圖中可以看到電話線上的信號被芯片MT8870 或KT3170 的1、2 管腳監視著，發光二極管LEDl～LED4 作為指示燈反映了電話線上出現的信號。

如果拿起本地話機的聽筒，隨便按下按鍵，就會看到發光二極管對應指示被按下的按鍵。這4 個發光二極管的狀態按照表1 所示指示了電話按鍵。換句話說，電話機不同按鍵按下時，所產生的不同DTMF 信號被電路檢測并顯示了出來。由這個電路完成的實驗說明電話機的確在向電話線上發送按鍵對應的DTMF 信號。

圖1 電話遠程遙控網絡

表1 發光二極管指示電話按鍵

2 電話遠程遙控器設計

根據表1 中結果知道，主要控制DTMF 信號的控制方法就可以實現電話遙控家電設備。

首先，利用MT8870 芯片組成DTMF 編碼電路，主要負責監視電話線和向單片機發送電話線上的狀態信號，單片機負責接收電話線上出現的按鍵信號以便做相應的處理。當有人撥打本地電話時，電話線上會出現來電信號，該信號通過光耦的隔離來電檢測電路后進入單片機，于是單片機就能知道有沒有電話打進來。

如果單片機控制電路發現有電話打進來，可以控制摘機電路工作，通過閉合模塊中的繼電器，使電話線中接入一個220Ω 的電阻，這樣電話交換網絡認為用戶摘機。這個模擬摘機與我們聽到電話鈴響拿起電話時反映給電話交換網絡的信息一樣，模擬摘機成功后，主叫方與本地即可進行點對點的通信。

3 軟件設計

如果理解了以上這個過程和電路的實現原理，那就可以完成程序的編寫。如圖3 所示，系統首先進行初始化，做好程序運行準備。再進行來電檢測端口掃描，判斷是否有來電接入，如果有來電則進行摘機操作，并對密碼進行判斷，如果密碼正確便可以進行對特定電氣設備操作，操作后可以進行其他電器設備控制或掛機。

圖3 軟件系統設計圖

4 結論

通過整個設計可以完成家電設備遠程遙控功能，系統簡單、經濟實用，由于使用單片機控制后期功能擴展留有余地。以本系統為基礎可以衍生出如GSM 通信遠程控制、網絡化遠程控制、遠程無線控制等其他家居控制方式。稍加改動，也可用于對工業現場設備的遠程控制，應用前景較好。

圖2 DTMF 信號的檢測

[1] 陳培料.智能家居控制系統[D].華東師范大學,2010.

[2] 寧凡,王宇.51 單片機基礎教程[M].北京航空航天出版社,2008.3.

[3] 張濤.基于MT8880-DTMF 的逆變電源的設計與開發[J].電子技術,2011(07).