基于PSTN的家用电器远程控制系统设计与开发 论文.doc

本 科 毕 业 设 计 题目（中文）： 基于PSTN的家用电器 远程控制系统设计与开发 姓 名 ： 学 号： 院 （系）： 专业、年级 ： 指导教师： 目 录中文摘要 1 Abstract 11 引言 22系统设计可行性分析 2 2.1 总体设计分析 22.2硬件模块 72.3 软件模块 113 系统工作原理 12 2.1 总体设计分析 22.2硬件模块 72.3 软件模块 114.系统组成 135.系统硬件电路设计 13 5. 1 振铃检测电路 13 5. 2 模拟摘机电路 15 5. 3 DTMF解码电路 16 5. 4 语音提示电路 18 5. 5 通道控制电路 21 6.系统软件设计 23结语 参考文献 致谢 基于 PS TN 的家用电器远程控制系统设计 摘 要：本系统以 Philips 公司单片机 P89L PC932 为主控制器,以双音多频解码电路芯片 MT8870 为核心,通过公众网实现对家用电器的远程多路智能控制;同时利用语音芯片 APR9600 具有的语音提示功能,使用户在使用系统的过程中达到一种人性化的效果。

本文详细介绍系统中振铃检测电路、 模拟摘挂机电路、 双音频信号(DTMF)解码电路、 语音提示电路及通道控制电路几个部分 关键词：P89L；PC932；MT8870；PSTN；远程控制；APR9600 Based on PS TN home appliances remote control system？？？,Grade 2004,？？？？Abstract:Philips Company of the system to the main controller, microcontroller P89L PC932 to DTMF decoder circuit chip MT8870 as the core, through the public telephone network to the appliances of a Remote Intelligent control; the same time using voice chip with the voice prompt feature APR9600, allowing users to use the system in the process achieve a personalized effect.This paper describes the system, ringing detection circuit, analog circuit hook, two audio signals (DTMF) decoder circuit, voice circuits and channel control circuit parts.Key words:P89L；PC932；MT8870 ；PSTN；telephone remote control ；APR9600 1.引言 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，Alexander Graham Bell（贝尔）发明以来，世界各国的网络发展非常迅速进十年来，中国的固定业务呈现出举世瞩目的快速增长1997年8月局用交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2004年7月固定用户总数突破2亿户随着通讯产业的发展，机已经走进了千家万户；随着现代科学技术的发展，利用机进行远程控制的技术也日益用于生活中现代网络是由交换机和传输线共同组成，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 2.系统设计可行性分析 2.1 总体设计分析智能遥控器由单片机构成主控部分，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录；接口电路提供单片机与外线的接口其中包括铃流检测、摘挂机控制、忙音检测、双音频DTMF识别，及语音提示电路语音提示电路是该作品重要组成部分为了降低本装置的造价，作品的提示音使用程序产生语音提示电路受单片机的控制产生相应的提示音提示，并通过反馈电路反馈至外线从而使操作者对电器的操作达到交互式，并能即时了解有关的信息；显示电路用于状态设置时的显示；控制部分即受控的终端，如前所述，可通过接驳不同的终端并对进行必要的改动从而达到功能的扩展这一点，可使产品达到系列化本系统的每一个接口电路（振铃检测、模拟摘挂机、语音反馈、电器开展、双音频解码等）具有很强的实用性本系统使用最简单的电路、最可靠的电路芯片实现了完善的功能本系统还有许多可以添加的功能，具有很强的市场前景本装置并联于机的两端，不会影响到机的正常使用用户通过异地的机拨通本装置所连接外线的号码，通过市局交换机向机发出振铃信号，振铃检测电路将检测到的振铃信号送至系统的中央控制单元，如果本装置检测到振铃五次，即五次响铃后无人接，自动摘机，进入密码检测，输入正确后选择被控制电器，然后输入开或关进行遥控电器，完成后返回，这是自动方式；第二种是手动方式。

即当中央控制单元接收到振铃信号后，便发出摘机信号，通过模拟摘挂机电路实现模拟摘机同时，中央控制单元发出控制信号使语音录放电路启动，发出事先录制好的语音提示用户听到语音提示后便会按键进行操作，用户按键产生的信号经双音多频DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）解码电路解码后，送入中央控制单元中央控制单元将根据DTMF解码的结果通过驱动电路进行相应的动作（接通分机或开关家电） 2.1.1 系统总体设计分析 根据远程智能遥控系统的具体设计要求： 1、通过网对异地的电器实现控制（开/关）； 2、控制器可以实现自动模拟摘挂机； 3、控制器设置密码校验； 设计的此系统必须具有以下单元功能模块： 1、铃音检测、计数； 2、 自动摘挂机； 3、 密码校验； 4、 修改密码 5、 双音频信号解码； 6、 输入信息分析； 7、 控制电器开关； 8、 电器状态查询； 9、 忙音检测； 根据机和交换机发出的不同信号音以及线各种状态的不同要求，结合实际情况对具体的单元功能模块作出软件或硬件上的不同分工，具体如下： 1、理论上交换机所发出的各种信号音都可以通过软件编程而识别，即通过单片机发出的脉冲信号来检测信号音单位时间内的脉冲个数计算出其频率，从而完成信号音识别。

但是从系统的可靠性和程序的结构设计上分析，选择了硬件来解决振铃音检测、忙音检测、双音频信号解码等功能模块 2、自动摘挂机和电器的控制必须使用具体硬件电路来实现 3、振铃音计数、忙音计数、密码校验、修改密码、输入信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程方式要比硬件电路简单的多，实现也很容易 综上所述，本设计的信号音检测、自动摘挂机、控制电器、双音频解码等功能模块使用硬件电路实现而信号音计数、密码校验、修改密码、信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程完成 2.1.2 单片机简介 本系统用的核心控制单片机芯片的型号是AT89C51它是由Atmel公司生产的能与MCS-51系列兼容的单片机，其引脚如图2－2所示 C51单片机引脚功能介绍： 单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚 1、 电源： （1）VCC－芯片电源，接+5V； （2）VSS－接地端； 2、时钟：XTAL1、XTAL2晶体振荡电路反相输入端和输出端 3、控制线：控制线共有4根： （1）ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲； ①．ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地； ②．PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

（2）PSEN：外ROM读选通信号； （3）RST/VPD：复位/备用电源； ①．RST（Reset）功能：复位信号输入端； ②．VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源 （4）EA/Vpp：内外ROM选择/片内EPROM编程电源； ①．EA功能：内外ROM选择端； ②．Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp 4、 按I/O线：AT89C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线） 2.2  硬件模块 本作品使用了大量的硬件电路完成部分功能模块，其目的就是充分利用硬件电路的可靠性、稳定性，使整体电路达到比较高的稳定性，采用硬件电路实现部分功能，而且使用了大量的抗干扰元器件，例如：光耦合器，去耦电容等，提高系统的看干扰能力，从而是整个系统的性能更可靠  2.2.1 模拟摘机电路因为程控交换机对摘机的响应是线回路电流突然变大为约30mA的电流，交换机检测到回路电流变大就认为机已经摘机当用户摘机时，机通过叉簧接上约200Ω的负载，使整个线回路流过约30mA的电流。

交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续 自动摘挂机电路可以通过单片机控制一个继电器的开关，继电器的控制端连接一个大约200Ω的电阻接入线两端，从而完成模拟摘挂机 2.2.2 振铃检测电路 当用户被呼叫时，交换机。