單片機實現(xiàn)智能家居的遠程控制

　　隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對居住環(huán)境方便快捷的要求越來越高，智能家居系統(tǒng)應(yīng)運而生。智能家居是現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)及自動化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它能夠實現(xiàn)對家電設(shè)備的自動控制和管理、對家庭的安全進行監(jiān)測報警，能夠為用戶提供安全舒適、高效便利的生活環(huán)境。本文結(jié)合語音識別技術(shù)，利用SPCE061A 豐富的語音處理功能，在已有的電力線和電話線的基礎(chǔ)上， 設(shè)計了一套智能家居系統(tǒng)， 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能完善并且具有較高的性價比。

　　2 系統(tǒng)架構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由主控制器、分控制器（89C51）、電話接口和電力線載波通信等幾部分組成。本系統(tǒng)使用了大量的硬件電路來完成部分功能模塊，其目的就是充分利用硬件電路的可靠性和穩(wěn)定性以使系統(tǒng)達到較高的性能。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

　　本系統(tǒng)主要完成遠程控制家用電器和自動報警兩個功能， 下面我們簡要介紹一下系統(tǒng)的工作過程：

　　當(dāng)用戶通過遠方任何一部電話撥打家中的電話時，系統(tǒng)檢測到電話線上出現(xiàn)的振鈴信號并開始計數(shù)。如果五次振鈴無人接聽， 主控制器則發(fā)出摘機信號， 實現(xiàn)模擬摘機，并播放語音提示。用戶根據(jù)語音提示輸入密碼，DTMF 電路將接收到的DTMF 信號進行解碼，并將解碼后的數(shù)字信號送入CPU 驗證密碼是否正確， 三次輸入密碼錯誤則系統(tǒng)自動掛機。如果密碼正確，則進一步提示用戶輸入控制命令，這時用戶可以通過按鍵或者直接用口令對家用電器進行控制。

　　如果采用口令來控制，則口令經(jīng)電話線，以及電話接口的語音通道進入，SPCE061A 單片機則將采集到的話音與預(yù)先存儲的模板進行比較，進行語音識別并判斷出用戶的指令，然后發(fā)送相應(yīng)的控制信號。控制信號被送入電力線調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過電力線接口電路耦合到電力線上進行傳輸，控制信息也就以廣播形式發(fā)送出去。

　　由電力線傳送的被調(diào)制信號由分控制器系統(tǒng)的電力線接口電路接收并被送入ST7537 進行解調(diào)，解調(diào)后的信號被送入分控制器。每個分控制器都有自己的固定地址，分控器讀取解碼后的地址信息，并判斷與自己的固有地址是否一致，若一致則接收數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行相應(yīng)的操作，從而實現(xiàn)了對相應(yīng)家電的控制。操作完成后，分控制器向主控制器發(fā)回確認(rèn)信息，再由主控制器控制語音提示電路發(fā)出操作完成或失敗的語音提示，通知電話遙控者。

　　如果采用按鍵控制，用戶發(fā)出的按鍵信號（DTMF）經(jīng)解碼后送入CPU,CPU 接收到信號后從中分析出地址信息和控制信息并發(fā)出控制信號。控制信號經(jīng)ST7537 調(diào)制后通過電力線傳輸?shù)椒挚刂破?，由分控制器?zhí)行相應(yīng)的操作。

　　當(dāng)傳感器檢測到警情時， 就會發(fā)出報警信號， 分控制器接收到報警信號， 則將報警信號耦合到電力線上。

　　中心控制器接收到報警信號后則自動撥打用戶預(yù)先設(shè)置的電話號碼， 電話接通后延遲兩秒， 系統(tǒng)自動播放語音報警信息。

　　3 SPCE061A 芯片特性簡介

　　SPCE061A 是一款基于μ 'nSP 內(nèi)核的16 位單片機，其芯片特性如下：

　　1.工作電壓：內(nèi)核工作電壓VDD 為3.0-3.6V（CPU），I/O 口工作電壓VDDH 為2.4～5.5V（I/O）；2. CPU 時鐘：0.32MHz～49.152MHz;3. 內(nèi)置 2K 字SRAM 和32K 閃存ROM;4. 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下（時鐘處于停止?fàn)顟B(tài)），耗電小于2 μ A@3.6V;5 . 具備觸鍵喚醒的功能；6 . 3 2 位通用可編程輸入/ 輸出端口；7 . 2 個1 6 位可編程定時器/ 計數(shù)器（ 可自動預(yù)置初始計數(shù)值） ;8. 7 通道10 位電壓模- 數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和單通道聲音模- 數(shù)轉(zhuǎn)換器；9. 2 個10 位DAC（數(shù)- 模轉(zhuǎn)換）輸出通道；10.14 個中斷源可來自定時器A/B,時基，2 個外部時鐘源輸入， 鍵喚醒；1 1. 具備串行設(shè)備接口；12. 低電壓復(fù)位（LVR）功能和低電壓監(jiān)測（LVD）功能；13. 內(nèi)置在線仿真（ICE,In-Circuit Emulator）接口。

　　SPCE061A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示。