多網絡智能遠程遙控系統的設計與實現

多網絡智能遠程遙控系統的設計與實現

摘要：介紹了以單片機AT89C52、雙音多頻解碼集成電路MT8870、語音錄放集成電路ISD4003和個人計算機為核心，通過現有的電信網絡終端或互聯網網絡終端來進行遠程遙控的多網絡智能遠程控制系統的設計思路，并給出了其系統原理和軟件設計方法。

1 多網絡智能遠程控制系統

遙控技術是通過一定的手段對被控物體實施一定距離控制的一種技術，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。

而多網絡遙控則是一種新型智能控制技術，它與常規的遙控方式相比，具有無需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免電磁污染等優勢。同時，由于電信線路各地聯網，互聯網遍布世界各地，因此，可以充分利用現有的網絡資源跨省市，甚至跨越國家無限長度地進行智能遙控。多網絡遙控這一課題目前已有涉足者，但是還只限于實驗室階段，距實際應用，尤其是對于日常生活尚有一定的距離，并不能完全體現出網絡遙控方式的雙工通信特點。本文基于這一點進行了較大改進。該方法采用單片機進行智能控制，并利用不同的語音提示及計算機軟件來達到對于不同操作的提示及對受控方狀態信息的反饋，從而實現友好的人機交互界面，使操作者能夠實時了解受控方信息，并最終使產品達到交互式與智能化的水平。本系統以CCITT及中國的部分標準程控交換信令（DTMF雙音多頻信號，振鈴信號以及Internet互聯網的TCP/IP通信標準等）作為系統控制命令及其數據傳輸標準，因而可為以后的產品化提供良好的基礎。

2 總體設計方案

多網絡智能遙控器的主控部分（即下位機工作部分）由單片機構成，主要進行信息處理；如接收外部操作指令以形成各種控制信號，完成各種信息的記錄和信號檢測并為識別控制電路提供單片機與電話外線和計算機的接口等。同時還包括鈴流及其摘掛機檢測、摘掛機控制、雙音頻DTMF識別、串行通訊口控制電路和語音提示等電路。此外還有上位機程序編制和網絡通訊程序編制等（即上位機工作的互聯網通信部分）。圖1所示是其系統原理方框圖。

本系統中的語音提示電路受單片機的控制，能產生相應的提示語音，可通過反饋電路反饋至電話外線，從而使操作者對電器的操作達到交互式，以便即時了解有關信息，并為用戶提供友好的操作界面（對電話網絡用戶）。該系統可通過串行通訊口與上位機相連接后接入Internet互聯網，上位機的網絡控制程序中也設置了語音提示并且具有更加友好的控制界面以方便用戶操作（對互聯網用戶）。

本系統的每一個接口電路（振鈴檢測、模擬摘掛機、語音提示、雙音頻解碼等）都已經過實際的交換機在線實驗，實用性很強。此外，本系統還有許多可以添加的功能。由于本裝置是并聯于電話機的兩端，因而不會影響電話機的正常使用。用戶通過異地的電話機撥通本裝置所連接外線的電話號碼時，便可通過市局交換機向電話機發出振鈴信號。本裝置如果檢測到三次振鈴，即三次響鈴后無人接聽，則自動摘機，進入控制環境，同時根據語音提示在用戶完成操作后退出本系統。用戶也可以通過互聯網登陸目標主機服務器來進行遠程控制。本系統采用Visual C 編程來實現上位機控制與Internet遠程遙控。它可將現有的電話功能加以擴展，其中公用管理部分包括繼續唿叫功能、來訪語音留言功能（可自動記錄時間和日期）等；而私用管理部分則包括收聽來訪的語音留言、控制電器、查詢電器工作狀態等。

3 設計與實踐

本系統所設計的電路主要包括一個語音錄放電路，一個雙音頻譯碼電路，一個鈴流檢測電路，CPU電路，串行通訊電路和繼電器控制電路。

3.1 鈴流檢測單元電路

當用戶被唿叫時，程控電話交換機發出鈴流出號。振鈴信號為25±3V的正弦波，揩鈴失真不大于10％，電壓有效值為90±15V。振鈴為5秒為周期，即1秒送，4秒斷。因振鈴信號電壓比較高，故應使之降壓后再輸入至光電耦合器，以通過光耦進行隔離轉換。因而光電耦合器輸出的是時通時斷的脈沖，信號可直接輸出至單片機的計數器輸入口，從而完成整個振鈴音檢測和計數的過程。電話外線信號通過0.47μF電容器的隔直和5.1kΩ電阻器的衰減加到光電耦合器的發光二極管端。與之并聯的反相二極管的作用是保護發光二極管，以免其反相電壓過高而損害發光二極管。通過試驗，最終確定選50kΩ電阻可起到拉高光耦引腳電壓的作用。

3.2 雙音頻解碼單元電路

雙音頻解碼電路由專用芯片MT8870組成。圖2所示是其外部電路，譯碼結果由數據總線提供給CPU的P1.0～P1.3口，譯碼結束后產生的中斷請求信號可通過T0(組成加1計數器)請求中斷，以告訴CPU轉換結束，數據等待讀入。讀入信號為四位二進制碼，碼值民電話按鍵的對應關系如表1所列。

表1 碼值與電話按鍵的對應關系

FLOWFHIGHDIGITD3D2D1D0697120910001697133620010697147730011770120940100770133650101770147760111085212097011185213368100085

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