基于PSTN的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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當(dāng)需要遙控家用電器時(shí)，撥打相應(yīng)的座機(jī)電話號(hào)碼，振鈴檢測(cè)電路檢測(cè)鈴流信號(hào)。如果有人接聽電話或振鈴次數(shù)少于5次，對(duì)程控電話的使用不造成影響；當(dāng)振鈴次數(shù)達(dá)到5次后(次數(shù)可以通過軟件任意設(shè)定)，單片機(jī)啟動(dòng)語音提示電路并發(fā)出提示音，詢問是否進(jìn)入家電控制模式。按“O”鍵否，掛機(jī)退出，按“1”鍵是，摘掛機(jī)電路自動(dòng)摘機(jī)進(jìn)入控制狀態(tài)并將摘機(jī)信號(hào)輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)接收到摘機(jī)信號(hào)后，啟動(dòng)語音提示電路發(fā)出提示音，提示操作者輸入密碼(系統(tǒng)支持在線修改密碼)。輸入的密碼經(jīng)DTMF接收，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)并與事先存儲(chǔ)在單片機(jī)中的密碼比較。如果不相符，則語音提示密碼錯(cuò)誤，可再次重新輸入，若三次密碼錯(cuò)誤則發(fā)提示音并自動(dòng)掛機(jī)；如果密碼相符，則語音提示選擇控制通道(按鍵l、2分別表示1、2號(hào)通道)。通道選擇后，按下“1”鍵表示開啟該路電器，并有語音提示“該路電器已經(jīng)開啟”；按下“O”鍵表示關(guān)斷該路電器，有提示音“該路電器已經(jīng)關(guān)閉”；再按“O”鍵則可掛機(jī)退出。若超時(shí)則自動(dòng)掛機(jī)(超時(shí)時(shí)間由軟件設(shè)定)。
2 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由5部分組成，即振鈴檢測(cè)電路、模擬摘機(jī)電路、DTMF解碼電路、通道控制電路和語音提示電路。其中振鈴檢測(cè)和解碼均采用外部中斷來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)組成原理框圖如圖1所示。
3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
3．1 振鈴檢測(cè)電路
3．1．1 原理分析
公用電話網(wǎng)的傳輸線路為二線模擬線路，采用直流環(huán)路信號(hào)方式，能向模擬話機(jī)提供直流饋電、振鈴信號(hào)、話音數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、雙音頻數(shù)據(jù)等。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為，話機(jī)在不通話時(shí)，電話線中的直流電壓是48 V。當(dāng)有電話呼入時(shí)，同時(shí)還有(25±15)V、25 Hz的正弦信號(hào)加在電話線上，所以向用戶振鈴的鈴流電壓為(75±15)V、25 Hz的交流電壓。振鈴以5 s為周期，即1 s送，4 s斷。根據(jù)振鈴信號(hào)電壓比較高的特點(diǎn)，可以先使用高壓穩(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光電耦合器。經(jīng)過光耦的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是頻率較高的方波信號(hào)，然后再將該方波信號(hào)轉(zhuǎn)化成便于LPC932計(jì)數(shù)的低頻方波信號(hào)。
3．1．2 方案設(shè)計(jì)
采用穩(wěn)壓管、光電耦合器和反向器(晶體管9018)，將一個(gè)周期的振鈴信號(hào)轉(zhuǎn)化成一個(gè)周期的方波信號(hào)，送入LPC932的INTO進(jìn)行計(jì)數(shù)，其電路如圖2所示。
當(dāng)有振鈴信號(hào)時(shí)，電話線上的鈴流信號(hào)為(75±15)V、25 Hz的交流信號(hào)。其中直流電壓為48 V左右，交流電壓為(25±15)V、25 Hz的正弦信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)進(jìn)入振鈴檢測(cè)電路后，首先用高壓電容C1進(jìn)行隔直，電阻R1起限流作用。交流信號(hào)經(jīng)過R1后通過穩(wěn)壓管D1降壓，然后輸入到光電耦合器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)C2和R2濾波整流后，會(huì)變成標(biāo)準(zhǔn)低電平和帶紋波高電平的長(zhǎng)周期脈沖信號(hào)；但是輸出的波形不好，且高電平的狀態(tài)還與交換機(jī)有關(guān)，所以在后面加上了一個(gè)晶體管反向器作為整形，這樣就可以得到很完整的波形了，即電話每振鈴一次就產(chǎn)生一個(gè)周期的方波信號(hào)。將該信號(hào)輸入LPC932的中斷口進(jìn)行計(jì)數(shù)，方便、可靠。
3．2 模擬摘機(jī)電路
3．2．1 原理分析
在設(shè)計(jì)該電路之前，首先介紹一下電話摘機(jī)的工作原理。用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài)，是通過對(duì)直流環(huán)路上電流的通斷來實(shí)現(xiàn)的。用戶掛機(jī)空閑時(shí)，直流環(huán)路斷開，饋電電流為0；反之，用戶摘機(jī)后，直流環(huán)路接通，饋電電流在20mA以上。因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng)，會(huì)使電話線回路電流突然變大約30 mA，所以交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。
評(píng)論