家电远程控制系统方案

1 绪论

1.1 家电远程控制系统的需求

随着时代的进步，的使用越来越普遍，网络几乎遍及每一个角落，利用现有线路实现远端控制是一种极为方便、投资最省、开发周期最短的方案，同时又具有很高的可靠性以及线路免维护等优点，目前人们对家电的选择和使用，己经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性，信息技术和网络化技术的发展，为家用电器的远程控制提供了可能。将信息技术与家电控制技术相融合，在更大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、高节奏的生活需要[1]。

另外，中国现在已经成为世界上家电生产和出口的大国，国传统家电市场日趋饱和，对外出口家电也急需升级换代，中国主要的家电生产商在传统家电降价“大比拼”的同时，开始了数字化家电研究开发的角逐。然而，目前信息家电的发展并不乐观。首先是价格问题。信息家电必须迈过价格这道门槛，才能为更多的家庭所接受。其次是是否实用。消费者不会在意你用的是什么样的技术，而只会在意你的产品是否有用，是否好用[2]。

正是基于对这两点的考虑，家电远程控制系统应该是一套低成本、人性化、通用化的设备。

1.2发展现状

近几年，随着经济日益腾飞，人们对生活水平的要求也越来越高，“智能家居”这个概念也逐渐被大众接受。一些对科技发展动向和市场趋势敏感的科研机构和有实力的公司，已经看到这个市场的广阔前景，意识到这是一个难得的机遇，开始或已经研究和开发相关系统和产品，并作了先期的部署和规划。家电远程控制系统是智能家

居系统的重要组成和支持部分，代表家庭智能化的发展方向。

1.3本文所要实现的容

本文介绍了一种基于AT89S51单片机的家用电器遥控装置，该装置使用现有线来传送遥控命令，利用普通机作为遥控命令生成和发送装置，我们只要装置接收端的电路，把它接在现有的线路中，那么就可以在任何地方，任何一部机上实施对该受控装置的遥控操作，从而实现对家用电器的远程控制。

该系统主要实现以下一些功能：

1.铃流检测

2.自动摘机

3.密码验证

4.语音提示

5.信号解码

6.控制家电

2 总体设计方案

2.1 系统总体结构框图

图1 系统总体结构框图

远程控制系统首先检测线上的铃流信号，确定无人接听后自动摘机，接收远端发送来的信号，并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理，根据要求

控制相应的电器。为了方便用户使用，系统设计了密码保护和语音提示功能。家电远程控制系统一般工作于无人值守的环境，为了智能化，采用单片机作为中央处理器。整个系统的硬件部分包括电源电路、单片机系统、ISP下载线电路、振铃检测电路、电子开关、双音频DTMF解码电路等[3]。

2.2硬件模块

2.2.1 自动摘机

摘机电路可以通过继电器来完成，使用继电器电路电路会简单一些，但继电器也有一些弱点，如耗电大，重量和体积比较大，另外继电器很容易产生火花干扰，为了解决这些问题，本文采用了控制三极管通断的方式来组成自动摘机电路，这样也比较经济实用。

2.2.2 振铃检测

当系统处于待机状态时，即没有振铃信号时，线路上的供电电压为48V。若用户被呼叫，电信局交换机向该用户送来振铃信号，振铃信号为25士3伏的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值90士15伏。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断[4]。据此可使用电容进行耦合，然后用两个反向二极管交替导通，通过光电耦合器中光敏三极管的通与断输出脉冲信号，脉冲信号直接输出至单片机的中断计数器，完成振铃检测和计数的过程。

2.2.3 双音频DTMF解码

此部分是整个电路的关键，它的工作情况直接决定了电路的可靠性。解码电路是

将用户所拨的信号解码后送入单片机，然后由单片机实现对家用电器的远程控制。本解码电路采用的是加拿大公司生产的一种集成度高、应用普遍的通信类集成电路芯片MT8870,该芯片外围电路简单、功耗小、抗干扰能力强，在解码方面有着无可比拟的优势。

2.2.4 控制部分电路

本单元电路主要由指示灯电路和继电器控制电路组成。用8个发光二极管来代表家用电器指示电路工作，为了防止发光二极管被烧坏，在二极管与电源之间接了1k 的电阻。通过单片机控制多路继电器的开关，进而达到控制家用电器的目的。

2.3软件模块

2.3.1 振铃信号计数

通过AT89S51的外部中断实现此功能。

2.3.2 密码检测

在单片机中开辟一块存空间存放预置密码，然后每输入一次密码，进行一次比较操作，直到输入密码与预置密码完全一致，才进行下步操作[5]。

2.3.3 语音提示

此部分通过单片机的计数器控制其引脚电平的高低来实现。

2.3.4 控制部分

通过向单片机指定单口写入高低电平来控制指示灯的亮与灭和继电器的开与关。3硬件电路设计

3.1 电源电路

图2 电源电路图

如图2所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它是由电源变压器B、桥式整流电路VD1～VD4、电容C1、C2、C3、C4和一只固定式三端稳压器(LM7805)极为简捷方便地搭成的。C2、C4的作用是滤除掉线路上的高频脉冲干扰，由于电解电容对高频电脉冲滤波效果较差，因此在电解电容C1和C3两端各并联了一个0.luF的瓷片电容，瓷片电容的高频滤波性能要比电解电容好得多，因此可弥补电解电容高频滤波较差的不足。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。LM7805稳压器输入、输出端电压差通常取3V-7V之间比较合适，如果输入、输出电压差过大，当电源电流较大时容易发热，因此使用时要加装散热片。220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路VD1～VD4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压