多网络智能远程遥控系统的设计与实现

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摘要：介绍了以单片机AT89C52、双音多频解码集成电路MT8870、语音录放集成电路ISD4003和个人计算机为核心，通过现有的电信网络终端或互联网网络终端来进行远程遥控的多网络智能远程控制系统的设计思路，并给出了其系统原理和软件设计方法。

    关键词：远程控制 双音频解码 计算机控制 网络通讯

1 多网络智能远程控制系统

遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离控制的一种技术，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。

而多网络遥控则是一种新型智能控制技术，它与常规的遥控方式相比，具有无需进行专门的布线，不占用无线电频率资源，避免电磁污染等优势。同时，由于电信线路各地联网，互联网遍布世界各地，因此，可以充分利用现有的网络资源跨省市，甚至跨越国家无限长度地进行智能遥控。多网络遥控这一课题目前已有涉足者，但是还只限于实验室阶段，距实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的距离，并不能完全体现出网络遥控方式的双工通信特点。本文基于这一点进行了较大改进。该方法采用单片机进行智能控制，并利用不同的语音提示及计算机软件来达到对于不同操作的提示及对受控方状态信息的反馈，从而实现友好的人机交互界面，使操作者能够实时了解受控方信息，并最终使产品达到交互式与智能化的水平。本系统以CCITT及中国的部分标准程控交换信令（DTMF双音多频信号，振铃信号以及Internet互联网的TCP/IP通信标准等）作为系统控制命令及其数据传输标准，因而可为以后的产品化提供良好的基础。
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2 总体设计方案

多网络智能遥控器的主控部分（即下位机工作部分）由单片机构成，主要进行信息处理；如接收外部操作指令以形成各种控制信号，完成各种信息的记录和信号检测并为识别控制电路提供单片机与电话外线和计算机的接口等。同时还包括铃流及其摘挂机检测、摘挂机控制、双音频DTMF识别、串行通讯口控制电路和语音提示等电路。此外还有上位机程序编制和网络通讯程序编制等（即上位机工作的互联网通信部分）。图1所示是其系统原理方框图。

本系统中的语音提示电路受单片机的控制，能产生相应的提示语音，可通过反馈电路反馈至电话外线，从而使操作者对电器的操作达到交互式，以便即时了解有关信息，并为用户提供友好的操作界面（对电话网络用户）。该系统可通过串行通讯口与上位机相连接后接入Internet互联网，上位机的网络控制程序中也设置了语音提示并且具有更加友好的控制界面以方便用户操作（对互联网用户）。

本系统的每一个接口电路（振铃检测、模拟摘挂机、语音提示、双音频解码等）都已经过实际的交换机在线实验，实用性很强。此外，本系统还有许多可以添加的功能。由于本装置是并联于电话机的两端，因而不会影响电话机的正常使用。用户通过异地的电话机拨通本装置所连接外线的电话号码时，便可通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本装置如果检测到三次振铃，即三次响铃后无人接听，则自动摘机，进入控制环境，同时根据语音提示在用户完成操作后退出本系统。用户也可以通过互联网登陆目标主机服务器来进行远程控制。本系统采用Visual C++编程来实现上位机控制与Internet远程遥控。它可将现有的电话功能加以扩展，其中公用管理部分包括继续唿叫功能、来访语音留言功能（可自动记录时间和日期）等；而私用管理部分则包括收听来访的语音留言、控制电器、查询电器工作状态等。
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3 设计与实践

本系统所设计的电路主要包括一个语音录放电路，一个双音频译码电路，一个铃流检测电路，CPU电路，串行通讯电路和继电器控制电路。

3.1 铃流检测单元电路

当用户被唿叫时，程控电话交换机发出铃流出号。振铃信号为25±3V的正弦波，揩铃失真不大于10％，电压有效值为90±15V。振铃为5秒为周期，即1秒送，4秒断。因振铃信号电压比较高，故应使之降压后再输入至光电耦合器，以通过光耦进行隔离转换。因而光电耦合器输出的是时通时断的脉冲，信号可直接输出至单片机的计数器输入口，从而完成整个振铃音检测和计数的过程。电话外线信号通过0.47μF电容器的隔直和5.1kΩ电阻器的衰减加到光电耦合器的发光二极管端。与之并联的反相二极管的作用是保护发光二极管，以免其反相电压过高而损害发光二极管。通过试验，最终确定选50kΩ电阻可起到拉高光耦引脚电压的作用。

3.2 双音频解码单元电路

双音频解码电路由专用芯片MT8870组成。图2所示是其外部电路，译码结果由数据总线提供给CPU的P1.0～P1.3口，译码结束后产生的中断请求信号可通过T0(组成加1计数器)请求中断，以告诉CPU转换结束，数据等待读入。读入信号为四位二进制码，码值民电话按键的对应关系如表1所列。

表1 码值与电话按键的对应关系

FLOW	FHIGH	DIGIT	D3	D2	D1	D0
697	1209	1	0	0	0	1
697	1336	2	0	0	1	0
697	1477	3	0	0	1	1
770	1209	4	0	1	0	0
770	1336	5	0	1	0	1
770	1477	6	0	1	11	0
852	1209	7	0	1	1	1
852	1336	8	1	0	0	0
852	1477	9	1	0	0	1
941	1336	0	1	0	1	0
941	1209	*	1	0	1	1
941	1477	#	1	1	0	0
697	1633	A	1	1	0	1
770	1633	B	1	1	1	0
852	1633	C	1	1	1	1
941	1633	D	0	0	0	0

当外线信号经过二极管组成的桥路降压整形后，

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