隨著我國信息事業的持續、快速發展,通信基礎設施日臻完善,固定電話、移動電話用戶總數接近兩億。利用現有的個人通信終端,實現基于PLMN(陸基移動通信網)和PSTN(公用電話交換網)的電話遠程控制系統,既可以節約投資,又便于推廣。電話遠程控制系統(ITRCS),以CCITT及我國標準共同規定的部分標準程控交換信令(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,實現對近端電器設備的遠程控制。

    2電話遠程控制系統的體系結構

    電話遠程控制系統接收遠端發送來的DTMF信號,并對其進行解碼,解碼后的信號再由中央處理單元采集處理;為了方便用戶使用,系統設計了語音提示界面;電話遠程控制系統一般工作在元人值守環境,所以應具有自動離線、上線、復位功能;為了符合智能化要求,系統采用80日作為中央處理器。同時,電話遠程控制系統正常工作還需電源供電電路、驅動電路等輔助電路。智能電話遠程控制系統的體系結構如圖所示。

    可以看出,系統主要由DTMF音頻解碼電路、語音提示電路、離線/上線/復位電路、中央處理單元、驅動電路、電源電路等組成。

    3各部分電路及工作原理

    3.1中央控制電路

    中央控制電路的主要功能是接收鈴流檢測電路和DTMF解碼電路的中斷信號,發送對上線/離線/復位電路和受控設備的控制信號,對語音錄放電路進行尋址操作,接收DTMF解碼電路的四位二進制數據

    3.2DTMF音頻解碼電路

    DTMF(DualToneMultiFrequency)雙音多頻信號解碼電路是目前在按鍵電話(固定電話、移動電話)、程控交換機及無線通信設備中廣泛應用的集成電路。它包括DTMF發送器與DTMF接受器,前者主要應用于按鍵電話作雙音頻信號發送器,發送一組雙音多頻信號,從而實現音頻撥號。

    電話遠程控制系統采用MITEL公司生產的MT8870DTMF接受器作為DTMF信號的解碼核心器件。MT8870主要用于程控交換機、遙控、無線通信及通播系統,實現DTMF信號的分離濾波和譯碼功能,輸出相應16種頻率組合的四位并行二進制碼。MT8870具有撥號音抑制和模擬信號輸入可調功能,所以在設計MT8870DTMF解碼電路時,只需外加一些阻容元件即可。

    遠端用戶發送的DTMF信號,經搞合電容的隔直流作用后,由MT8870接收并進行譯碼,輸出的四位并行二進制數據直接與8051單片機的P0.0～P0.3連接,MT8870在DTMF信號碼變換完成后,由CID端發送中斷信號INT1,通知8051數據準備好。

    3.3語音提示電路

    電話遠程控制系統利用語音提示電路實現用戶和系統的交流。語音提示電路預先存儲若干段系統提示音,8051中央處理單元電路判斷用戶發送的DTMF信號后,對語音提示電路進行尋址,播放相應的提示音,從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作。

    本系統選用美國ISD公司的ISD2590單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分。ISD2590采用E2PROM存儲器,信息可長久保存,零功能存儲;它還采用了DA盯直接模擬量存儲技術,因而能較好地保留語音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度。ISD2590可以存儲長達90s的語音,能夠實現1～600段語音分段,每段錄放音均有一個起始端,該起始端地址選擇由A0～A9確定。ISD2590的外圍電路也非常簡單,只需少許阻容元件即可,并且它易與單片機接口,實現分段尋址功能。IS　3.4　系統上線／離線/復位電路

    當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線連通時,我們稱系統處于上線(Odine)狀態;反之,當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線斷開時,我們稱系統處于離線(Offline)狀態。只有在電話遠程控制系統工作時,系統才應處于上線狀態。這樣做的目的是避免用戶呼叫系統時的高壓振鈴信號(可達120VMS)及線路上其他高壓噪聲對DTMF信號解碼電路及語音提示電路產生危害。上線/離線/復位功能的實現,也是由系統硬件電路和軟件共同實現的。

    系統在接收遠端用戶發送的DTMF信號以后,根據軟件設定,對語音電路進行尋址放音。例如系統收到用戶發出的“1234',用戶密碼信號時,若密碼正確,則尋址播放語音提示“密碼正確",否則,尋址播放語音提示“密碼錯誤"。需要提出的是,ISD2590"。只有A0～A910根地址線,顯然不能對480K模擬存儲陣列直接尋址,從圖4可以知道,ISD2590的地址線是先經過***解碼后再對480K模擬存儲陣列進行尋址的。

    3.4系統上線／離線/復位電路

    當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線連通時,我們稱系統處于上線(Odine)狀態;反之,當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線斷開時,我們稱系統處于離線(Offline)狀態。只有在電話遠程控制系統工作時,系統才應處于上線狀態。這樣做的目的是避免用戶呼叫系統時的高壓振鈴信號(可達120VMS)及線路上其他高壓噪聲對DTMF信號解碼電路及語音提示電路產生危害。上線/離線/復位功能的實現,也是由系統硬件電路和軟件共同實現的。

    3.4.1系統上線電路

    系統上線電路的功能是檢測程控交換機發送的振鈴鈴流信號,然后通過中斷方式通知8051單片機,根據軟件設定,閉合系統上線/離線/復位開關電路,開啟UrMF信號解碼電路和語音提示電路與電話用戶線的連接。上線電路的主要部分是鈴流檢測電路。鈴流信號是當遠端用戶呼叫電話遠程控制系統時,由程控交換機向電話遠程控制系統發送的控制信令。系統采用TCA3385芯片作為鈴流檢測電路的核心部件。TCA3385是一種性能穩定的振鈴信號轉換、檢測器件,常用于電話機、應答器等儀器儀表。它的PDO端(如圖5)是振鈴檢測輸出端,在振鈴信號穩定后,此端會變為高電平輸出。RDO端可直接與8051單片機相連,作為8051的中斷信號INT0。TCA3385的內部功能及外部電路如圖所示。

    當電話遠程控制系統處于離線狀態時,只有鈴流檢測電路與用戶電話線相連,而TCA3385能承受較高電壓的沖擊,保證了系統的完全穩定性。

    3.4.2離線/復位電路

    用戶對電話遠程控制系統操作完成后,發出結束命令,8051單片機斷開系統上線/離線/復位開關電路,系統離線。如果用戶出現誤操作或忘記發送結束命令時,系統根據軟件設定,斷開系統上線/離線/復位開關電路,使系統離線,并初始化軟件設定。

    3.5驅動電路

    電話遠程控制系統對受控設備的控制,要通過8051單片機對繼電器的閉合才能實現,因此,在8051單片機與繼電器之間必須設置一個繼電器驅動電路。本系統采用摩托羅拉公司的MC1413,來關閉與開啟繼電器開關。

    4系統軟件

    如何利用有限的16種DTMF信號實現多樣的系統控制功能,是系統成功與否的關鍵,借助于軟件編程,系統可以對16種DTMF信號的任意組合進行解釋,從而大大豐富了系統功能。系統軟件的流程結構并不復雜,這里只介紹系統軟件主要功能要求:

    (1)系統身份認證功能為了保證只有合法用戶才能操作系統,電話遠程控制系統上線以后,用戶必須輸入密碼,待系統確認后才具有對系統的操作權限。

    (2)用戶信令解釋功能對收到的用戶信號,系統按照軟件設定加以解釋,并決定對語音提示電路尋址,播放相應的系統提示音,實現用戶和電話遠程控制系統間的交互操作,或者對外部受控設備發出相應的驅動信號。

    (3)軟件定時功能系統軟件設定系統自動復位的軟件定時器,定時器的設置值規定了系統一次上線工作的*大時間。若一次工作超時,系統自動離線,進入待機狀態。

    5結束語

    利用智能電話遠程控制系統可以實現固定電話和移動電話對空調器、電燈、電飯策等家用電器設備的遠程控制,如可以提前將居室的空調打開,一進家門便享受清涼世界;用戶外出旅游或出差時,通過本系統開關居室的電燈、電視,造成有人在家的假象,提高家居**。另外,本系統也可應用于工農業中,實現對元人值守崗位的遠程控制。

    總之,智能電話遠程控制系統設計采用了8051單片機作為系統的中央控制單元,并結合軟件編程,實現了語音界面及**認證機制,豐富了系統功能,符合未來家電的智能化、網絡化發展方向。