0 引言

　　隨著我國信息事業的快速發展，通信基礎設施日益完善，利用現有的個人通信終端，可以實現基于PLMN (陸基移動通信網)和PSTN (公共電話交換網)的智能家用遠程測控系統，既可以節約投資，又對方便人們生活、防災減災具有積極意義。智能家用遠程測控儀基于電話網絡工作，以中國標準規定的標準程控交換信令(DTMF雙音多頻信號、振鈴信號、回鈴音信號等)作為系統控制命令，以PLMN與PSTN通信網作為傳輸介質，使用戶可以在遠端利用固定電話或移動電話發送DTMF雙音多頻信號對家用電器設備進行遠程控制；同時系統可對家居環境進行監測，自動語音撥號報警。

　　1 智能家用遠程控制儀的構成與工作原理

　　系統可實現個人用戶通過手機或固定電話等信息終端，對家用電器、可燃性氣體濃度參數、火情、盜情等進行遠程檢測和控制，可同普通家用電話并線工作。其中硬件部分的SPCE061A單片機是控制器的核心部分，它可以接收用戶撥號指令，對家用電器進行控制；也可根據紅外傳感器及煙霧傳感器的檢測電路的采樣值實現自動語音撥號報警功能。原理圖如圖1所示，系統由振鈴檢測、摘掛機控制、MT8880芯片、語音播放、家用電器控制、紅外傳感器和煙霧傳感器等電路構成；采用220V交流供電，蓄電池作為后備電源，并預留了功能擴展接口。

圖1 智能家用遠程控制儀結構原理圖

　　當需要遙控家用電器時，用戶進行撥號，此時交換機向電話線路發出鈴流信號，振鈴檢測電路開始進行振鈴檢測，系統設置對電話的正常使用不造成任何影響，如果振鈴次數超過設定值，單片機則實現自動模擬摘機，然后啟動語音提示模塊，允許用戶輸入控制密碼，MT8880對輸入信號進行解碼，將解碼輸出比特碼送給單片機與設定密碼比較，如果密碼校驗無誤(密碼由用戶設定)，單片機播放提示音，由用戶進行家用電器控制鍵的選擇，在輸入控制鍵之后，單片機根據控制鍵的解碼輸出來選擇家用電器進行控制，從而實現遠程遙控的目的。

　　單片機實時掃描紅外傳感器和煙霧傳感器的采樣信號，不斷的與預設報警值進行比較，當達到預設報警值時，設置MT8880為發送模式，將TONE信號耦合至電話線路，并播放預定的語音資源文件，實現單片機的自動撥號報警功能。

　　2 DTMF編解碼的實現

　　MT8880DTMF收發專用芯片。利用SPCE061A單片機發送控制時序可方便地對MT8880進行操作。

　　MT8880作為DTMF接收器時，將電話線傳送來的信號經MT8880 轉換成數字信號,由MCU檢測到后,進行讀入。DTMF信號經由IN+和IN-輸入，經過運算放大濾除信號中的撥號音頻率，然后發送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號，通過數字計數的方式檢出DTMF信號的頻率，通過譯碼器譯成4位二進制碼。4位二進制編碼被鎖存在接收數據寄存器RDR中，此時狀態寄存器中的延時控制識別位復位，狀態寄存器中的接收數據寄存器滿標識位置位。用IRQ／CP作為單片機的中斷信號，當IRQ由高電平變為低電平，向CPU發出中斷請求，當MCU響應中斷，讀出寄存器中的數據后，IRQ返回高電平。

　　MT8880作為DTMF發送器時， MT8880工作在突發模式下，MCU將需發送電話碼,送到MT8880數據寄存器, 利用TONE輸出雙音頻信號并通過電話線送出。并對回鈴信號進行判斷，以確定何時發送語音提示。收發數據的電路如圖2所示：

　　2 DTMF-MT8880數據收發電路圖

　　0 引言

　　隨著我國信息事業的快速發展，通信基礎設施日益完善，利用現有的個人通信終端，可以實現基于PLMN (陸基移動通信網)和PSTN (公共電話交換網)的智能家用遠程測控系統，既可以節約投資，又對方便人們生活、防災減災具有積極意義。智能家用遠程測控儀基于電話網絡工作，以中國標準規定的標準程控交換信令(DTMF雙音多頻信號、振鈴信號、回鈴音信號等)作為系統控制命令，以PLMN與PSTN通信網作為傳輸介質，使用戶可以在遠端利用固定電話或移動電話發送DTMF雙音多頻信號對家用電器設備進行遠程控制；同時系統可對家居環境進行監測，自動語音撥號報警。

　　1 智能家用遠程控制儀的構成與工作原理

　　系統可實現個人用戶通過手機或固定電話等信息終端，對家用電器、可燃性氣體濃度參數、火情、盜情等進行遠程檢測和控制，可同普通家用電話并線工作。其中硬件部分的SPCE061A單片機是控制器的核心部分，它可以接收用戶撥號指令，對家用電器進行控制；也可根據紅外傳感器及煙霧傳感器的檢測電路的采樣值實現自動語音撥號報警功能。原理圖如圖1所示，系統由振鈴檢測、摘掛機控制、MT8880芯片、語音播放、家用電器控制、紅外傳感器和煙霧傳感器等電路構成；采用220V交流供電，蓄電池作為后備電源，并預留了功能擴展接口。

圖1 智能家用遠程控制儀結構原理圖

　　當需要遙控家用電器時，用戶進行撥號，此時交換機向電話線路發出鈴流信號，振鈴檢測電路開始進行振鈴檢測，系統設置對電話的正常使用不造成任何影響，如果振鈴次數超過設定值，單片機則實現自動模擬摘機，然后啟動語音提示模塊，允許用戶輸入控制密碼，MT8880對輸入信號進行解碼，將解碼輸出比特碼送給單片機與設定密碼比較，如果密碼校驗無誤(密碼由用戶設定)，單片機播放提示音，由用戶進行家用電器控制鍵的選擇，在輸入控制鍵之后，單片機根據控制鍵的解碼輸出來選擇家用電器進行控制，從而實現遠程遙控的目的。

　　單片機實時掃描紅外傳感器和煙霧傳感器的采樣信號，不斷的與預設報警值進行比較，當達到預設報警值時，設置MT8880為發送模式，將TONE信號耦合至電話線路，并播放預定的語音資源文件，實現單片機的自動撥號報警功能。

　　2 DTMF編解碼的實現

　　MT8880DTMF收發專用芯片。利用SPCE061A單片機發送控制時序可方便地對MT8880進行操作。

　　MT8880作為DTMF接收器時，將電話線傳送來的信號經MT8880 轉換成數字信號,由MCU檢測到后,進行讀入。DTMF信號經由IN+和IN-輸入，經過運算放大濾除信號中的撥號音頻率，然后發送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號，通過數字計數的方式檢出DTMF信號的頻率，通過譯碼器譯成4位二進制碼。4位二進制編碼被鎖存在接收數據寄存器RDR中，此時狀態寄存器中的延時控制識別位復位，狀態寄存器中的接收數據寄存器滿標識位置位。用IRQ／CP作為單片機的中斷信號，當IRQ由高電平變為低電平，向CPU發出中斷請求，當MCU響應中斷，讀出寄存器中的數據后，IRQ返回高電平。

　　MT8880作為DTMF發送器時， MT8880工作在突發模式下，MCU將需發送電話碼,送到MT8880數據寄存器, 利用TONE輸出雙音頻信號并通過電話線送出。并對回鈴信號進行判斷，以確定何時發送語音提示。收發數據的電路如圖2所示：

　　2 DTMF-MT8880數據收發電路圖

　　3 SPCE061A單片機的資源配置

　　凌陽SPCE061A是片上型16位單片機，具有較高的處理速度，內置的語音錄放功能 ，非常適合智能家用遠程控制儀，代替了傳統的MCU+語音芯片的方案，提高了可靠性。SPCE061A單片機作為具有32位可編程I/O口，資源豐富。利用SPCE061A的DAC1或DAC2兩個音頻輸出通道，外加音頻放大電路即可實現自動語音播放。表1是智能家居控制儀的資源配置。

表 1單片機控制端口設置

　　4 智能家用遠程控制儀軟件設計

　　系統控制器SPCE061A的系統開發環境為IDE1.8.4，利用C語言與匯編混合編程，主程序采用C語言編寫，子程序采用匯編編寫。軟件流程如圖3：

圖3 程序流程圖

　　5．測試與結果分析

　　將智能家用遠程控制儀并接在家用固定電話線路上，利用手機撥打該固定電話號碼，人工接聽固定電話，通訊正常，說明家用遠程控制儀對電話機日常通話無干擾；若振鈴次數超過6次無人接聽，智能家用遠程控制儀自動模擬摘機，并正確發送語音提示信息，輸入正確密碼，可以進入遙控狀態；在人工偏置煙霧傳感器造成火情警報時，智能家用遠程控制儀可模擬摘機，在得到450Hz連續音后自動撥打手機號碼，手機可正確接聽報警信息。在測試中發現，若智能家用遠程控制儀工作在自動撥號模式時，應關閉語音輸出，否則可能造成誤碼，另外該控制儀無法識別彩鈴的回鈴音信號，解決方案是一些緊急號碼不設置彩鈴功能。

　　6 結束語

　　設計并實現了具有家用電器控制、家用安防實時檢測、報警處理功能的智能家用遠程控制儀，調試試用表明，該裝置性能穩定，反應迅速，可以滿足家庭的需要。SPCE061A的使用提高性能，降低了成本，并可方便的嫁接其他功能模塊，安裝使用都十分方便，對防災減災具有積極意義。

　　本文作者創新點是充分利用了的片上型（SOC）16位單片機SPCE061A的資源，改變了以往控制芯片加語音芯片的模式，提高了可靠性，同時智能家用遠程控制儀不同與以往設計僅能單向遙控的產品，該控制儀可雙向通訊具有很強的應用價值，系統的柔性大，可擴展性好。