引 言

基于電話網絡的智能遠程控制系統可以使用戶在遠端利用固定電話或移動手機實現對電器設備的遠程控制。該系統可以充分利用現有的公用電話網絡和移動通信網絡，不需要專門的布線，不占用無線電頻率資源，既可以節約投資又便于推廣使用。同時，由于電話線路各地聯網，可以方便地實現遠程控制。另外，電話屬雙工通信，操作者可以通過各種提示音即時了解受控對象的有關信息，從而進行相關操作，實現產品的交互性與智能化。

本系統采取單片機智能控制，并聯于電話機的兩端，不會影響到電話機的正常使用。當需要遠程控制時用戶撥通本裝置所連接的電話號碼，電話振鈴識別電路在檢測到振鈴五次（次數可以通過軟件更改）無人接聽的情況下，控制器自動摘機，并在語音電路的提示下輸入密碼，若密碼有誤，系統自動掛斷電話，當密碼正確時，只需按語音提示選擇被控電器，進行遠程控制，完成操作后輸入“#”鍵，自動實現電話掛機。

1、系統整體設計

系統由單片機構成主控部分，進行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成各種信息的記錄。本系統包括振鈴識別電路、摘掛機電路、DTMY雙音頻解碼電路、語音提示電路及電器控制電路等，系統原理框圖如圖1所示。

各類信號線與控制線分別連接至主控芯片AT89S51，它將根據不同的輸入信號輸出相應的控制信號。系統中使用CM8870信號對電話機雙音頻信號進行解碼，選用語音識別芯片RSC4128進行密碼檢測和語音提示，對控制對象則采用可控硅電路實現控制操作，保證系統運行可靠穩定。

2、系統各單元電路的實現

2．1 振鈴識別電路

振鈴識別電路的作用是檢測電話線上的鈴流信號，以便于為單片機提供電話鈴響的次數。振鈴識別電路如圖2所示。

由于電容器C1不能通過直流電壓，因此在待機狀態下電路沒有電流通過。當有振鈴時，鈴流電壓使G1內部的光敏三極管導通，此時P3．5點（連接單片機P3．5口）電壓降為0 V；當沒有鈴流信號時，P3．5點電壓為高電平VCC。由此可見，P3．5點的脈沖是隨著鈴流信號的出現而出現的，因此只要檢測到P3．5點有低電平脈沖出現，就說明線路上有鈴流信號了，而且P3．5點在單位時間內出現的脈沖個數就代表了振鈴時間的長短，通過累加P3．5點的脈沖個數就可以判斷出振鈴時間的長短和鈴響次數的多少。

2．2 模擬摘機掛機電路

摘機、掛機電路其實就是一個電子開關，控制電路板和電話線之間的連接。平時這個開關應該處于斷開的狀態，以免造成電話線占線；當需要實現遠程控制時，如果振鈴響五次而無人接聽，這時候就需要讓電路板和電話線路接通，即完成摘機動作。模擬摘機掛機電路如圖3所示。V1就是一個電子開關，該開關的導通與否受到單片機P1．4口的控制。

摘機掛機電路如果用繼電器設計，電路要簡單一些，但在實用中發現耗電大，5 V的繼電器吸合電流高達30μA，是AT89S51靜態電流的近3倍，體積和重量也比較大，另外繼電器也容易產生火花干擾。采用晶體管摘機掛機電路克服了這些問題。

2．3 DTMF解碼電路

雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號。雙音多頻信號解碼是控制系統的主要組成部分，正確地解碼出交換機通過電話線發送來的雙音多頻信號是整個系統的關鍵，它的工作情況直接決定了系統的可靠性。本系統使用雙音頻解碼集成片CM8870完成此功能。CM8870集成了頻帶分離濾波器和數字解碼器，可以將接收到的DTMF信號轉換成8421碼。

雙音頻解碼電路如圖4所示。雙音頻信號輸入點與圖3中三極管V1集電極相連接，當V1導通時，從電話線上送來的雙音頻信號進入CM8870。如果CM8870接收到的是有效的DTMF信號，便解碼出對應的8421碼從數據輸出端Q1～Q4輸出，該數據進入單片機P1．0～P1．3口，完成數據采集、判斷和處理。另外，從CM8870的第15腳出來的狀態信號進入單片機的P1．5端口，通知單片機讀取數據。

2．4 語音密碼檢測電路設計

本系統采用特定人語音識別技術實現可靠的密碼檢測功能。基于語音信號處理芯片RSC4128是一個高度集成的語言和模擬輸入／輸出復合信號處理器，它具有說話人確認功能。當發言人在片上訓練一個特殊的字或詞組之后，芯片就能夠識別一個特定的單詞是否為最初的發言人所發出的。RSC4128可以儲存10個說話人確認（SV）模板在芯片內，也可以使用外在的可編程存儲器存儲10個以上。語音密碼作為用戶遙控應答機的用戶密碼，具有較強的安全性，而且比一般的撥號密碼簡便，保密性強，可靠性高。如果家里有多個主人，可以將每個人的語音記錄下來，作為訓練模板，只有符合要求的發言者才能夠對這個系統進行控制。語音識別系統如圖5所示。

語音識別模塊通過SHS，DATA，MHS三線與主機相連，采用三線同步串行通訊方式。對于語音識別模塊而言，SHS是輸出、MHS是輸入、DATA是雙向輸入／輸出線。另外RSC4128還帶有語音錄放功能，在此模式下，系統可以現場錄放一段語音并回放所錄聲音。

2．5 電器控制電路

由于雙向可控硅可以實現小功率直流電控制大功率交流電的功能，因此本系統采用它控制家用電器的開關。電器控制電路如圖6所示。

3、軟件設計

本系統軟件設計采用模塊化設計，主要單元功能模塊包括振鈴檢測計數、控制摘掛機、密碼校驗、雙音頻信號分析處理、控制電器、信號音提示等。主程序流程圖如圖7所示。

4、 結 語

基于電話網絡的智能遠程控制系統具有不占用無線電資源，網絡功能完善和覆蓋范圍廣，投資低等優勢，可以充分滿足實際生活和生產需求。經測試證明，本系統電路簡單實用，控制可靠，不影響電話機正常使用。在本系統的基礎上可以很方便地進行功能擴展，如留言電路，也可用于生產自動化領域。

責任編輯：gt