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1、應 用 電 話 網 路 遙 控 家 電 及 防 盜 系 統 規 劃 與 設 計 53應 用 電 話 網 路 遙 控 家 電 及 防 盜 系 統 規 劃 與 設 計Planning and Design of Using Telephone Network to Remote Control Household Appliance and Security System摘要本文旨在應用電話網路作遠端遙控家用電器及防盜保全監控系統軟硬體之規劃與設計。本系統利用公眾電話網路經複頻接收 IC（KT3170）連接至單晶片（EM78P451P） ，透過單晶片驅動外部電路與家中電器及門窗的監視感測器連接，再
2、利用 EEPROM（93C66 ）記憶體設定電話及手機號碼，藉由電話網路傳輸，以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。在家電控制部份，採用顯示器可隨時瞭解家電使用狀況及控制其開啟或關閉，且可設定使用時間。在防盜保全部份，可隨時監控家中門窗，若有異狀可即時通告。記憶體可隨時記錄或更新資料，並可設定二十組電話及手機號碼。此外，本系統採用確認碼設定，可防止產生誤動作，系統可靠性高。關鍵詞：電話網路、遙控家電、防盜監控。ABSTRACTIn this paper, we use telephone network to remote-control household appliances and m
3、onitor security system through the implementation of software and hardware. This system adopts public telephone network via multiple frequency to receive KT3170 IC which is connected to EM78P451P Chip. And then the Chip is connected to the driving external circuit in order to control electric applia
4、nces, sensors on doors and windows. The utilization of EEPROM (93C66) memory to set up telephone and mobile phones number equips the telephone network with two-ways system of remote-controlling electric appliances and monitoring household security. In the part of controlling electric appliances, a m
5、onitor is used to display the status of electric appliances, to control the appliance switches and to set up the timer. In the part of monitoring household security, we use the system to receive the instant images of the house and to report on the closing or opening of doors and windows. The system
6、will be informed on any occurrence of abnormalities. The memory of the system can record and update new data at any time and is able to set up twenty sets of telephone and mobile phone numbers. Besides, the system adopts identification codes to avoid malfunctioning and thus upgrade system reliabilit
7、y.154Keywords：Telephone Network , Remote-control Household Appliance , Monitoring Household.壹、前言隨著電話網路的普及與無線通訊科技的發展，不斷的改變人類的生活方式，新的技術讓生活更加舒適與便利，同時也可以透過電話網路與無線通訊的傳輸，對於周遭與遠端環境更具控制的能力，至今電話網路及無線通訊應用於負載控制的研究已廣泛的被探討1-4 ，上述文獻中主要應用於冷氣空調控制、公共電話故障點通知及叫人系統等。人們對於此類產品的需求日益增多，若能利用公眾電話網路的普及性，吾人便可輕易地在每個角落，透過電話網路和家電
8、作連結，來檢查家中電器用品是否為開啟或關閉，以保護家電及減少意外災害的發生。此外，家庭安全也是人們所關心的焦點，如果可以透過攝影機與門窗監視感測器的功能，藉由電話網路傳輸家中的影像與回報門窗是否有關好，讓出門在外和上班的人們更加安心，並且在事故發生時能緊急地應變處理，都是未來電話網路科技結合人性化考量的因素。電話與手機是現代人生活周遭最常使用的通訊工具之一 ，若能善加運用電話網路與電子技術、無線通訊、電腦科技等各項技術相互結合，就能讓我們出門在外也能輕易地掌握家中狀況。因此，若能建立一套方便實用的家庭自動化與防盜保全系統，以便提供一個可以簡易管理居家環境的方式，達到家庭自動化、防盜保全和節約能
9、源的目的。早期的家庭自動化偏重在室內的控制，主要以家電無線遙控器為主，此類無線遙控器在使用上最大的缺點是有效距離過短，在實用性與人性化上都有所不足。故近幾年來，有相當多的遠端遙控系統，被運用於家電負載的控制，例如透過無線電傳呼系統（Radio Paging System） ，達到遠端監控負載的目的5，6，然而此類無線電傳呼式遙控系統只提供單向之傳送訊號，無法即時瞭解被控負載現況，只能盲目監控，故非恰當之控制方式7，8。本系統研製的目的，是希望建立一套系統，讓每個人不管身置何處，都能利用電話透過公眾電話網路，輕易地控制家中的電器設備及進行環境設定，以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。此外，由
10、於通訊科技的進步與通訊產品的熱賣，使國人擁有手機的普遍性相當高，若能透過隨身攜帶的手機，經由通訊業者所提供的網路通訊管道，連結到家庭自動化與防盜保全系統亦可達到進行遠端遙控的目的9 ，彌補出門在外無法使用室內電話的空檔。本研究利用公眾電話網路經複頻接收IC（KT3170）連接至單晶片（EM78P451P） ，透過單晶片驅動外部電路與家中電器及門窗的監視感測器連接，再利用EEPROM（93C66）記憶體設定電話及手機號碼，藉由電話網路傳輸，以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。貳、系統規劃與設計電話網路是非常普及又便利的通訊傳輸工具，如何研製一套以公眾電話網路作為傳2應 用 電 話 網 路 遙
11、 控 家 電 及 防 盜 系 統 規 劃 與 設 計 55輸線路，達到遠端遙控家電及防盜監控的目的。本系統採用單晶片微控制器10-12，包括組合語言之軟體程式與電子電路之硬體兩大部份。圖一為電話網路應用於家電控制及防盜監控系統之硬體架構圖，主要利用單晶片微控制器為中央處理模組，配合公眾電話網路系統，達成家電負載控制及防盜監控的功能。圖一家電控制及防盜監控系統之硬體架構將本系統安裝於用戶端，並連接公眾電話網路，茲將各部分之動作原理說明如下：一、硬體結構（一）鍵盤用戶利用 44 鍵盤與家電控制及防盜監控系統，作有效的溝通，如電話號碼或手機號碼的設定，均可由鍵盤輸入，若按”B”鍵(功能鍵)，將可設定
12、其值，使中央處理模組，依此資料動作，平常中央處理模組，不斷地掃瞄鍵盤，若鍵盤有被按到時，立即依鍵盤設定內容處理，若按”C”鍵(功能鍵)，可瀏覽已設定好的電話號碼。（二）中央處理模組中央處理模組掌控各硬體模組之動作，而家電控制及防盜監控系統絕大部份之功能皆於此中央處理模組內完成。中央處理模組實際上為一微處理器，本系統之功能皆以此微處理器內之組合語言設計而成。（三）液晶顯示器使用者可利用液晶顯示器，將已設定好的電話號碼或手機號碼顯示，供用戶可隨時查詢設定好的電話號碼或手機號碼，使其作有效的規劃或修正。（四）EEPROM(電力可清除唯讀記憶體)利用 EEPROM(93C66)可記憶二十組欲通知電話號
13、碼，供用戶隨時規劃設定其電話號碼或手機號碼。（五）電話自動撥號要研製一部電話控制器，必須先瞭解電話線在各種情況下的信號，才可設計出一部功能精確的電話控制器，其硬體架構如圖二所示圖二電話自動撥號之方塊圖356表一按鍵輸入數字對應信號輸出頻率值Digit D4 D3 D2 D1 D0 Tone Output Frequency(Hz)1 0 0 0 0 1 697+12092 0 0 0 1 0 697+13363 0 0 0 1 1 697+14774 0 0 1 0 0 770+12095 0 0 1 0 1 770+13666 0 0 1 1 0 770+14777 0 0 1 1 1 85
14、2+12098 0 1 0 0 0 852+13669 0 1 0 0 1 852+14770 0 1 0 1 0 941+1336* 0 1 0 1 1 941+1209# 0 1 1 0 0 941+1477A 0 1 1 0 1 697+1633B 0 1 1 1 0 770+1633C 0 1 1 1 1 852+1633D 0 0 0 0 0 941+1633_ 1 0 0 0 0 697_ 1 0 0 0 1 770_ 1 0 0 1 0 852_ 1 0 0 1 1 941_ 1 0 1 0 0 1209_ 1 0 1 0 1 1336_ 1 0 1 1 0 1477_ 1 0
15、1 1 1 1633DTMFOFF 1 1 1 1 1 _電話線的信號情況說明如下：(1) 電話線在等待狀態時(也就是電話未拿起，也沒有人打電話進來) ，其兩端電壓為Vdc=45V55V。(2) 當響鈴時，信號為正弦波，其電壓為VP-P=100V，20Hz 。(3) 當拿起電話筒時，其兩端電壓為Vdc=5V。(4) 電話接通後，再按下電話上的按鍵時，則每一個按鍵會產生一個複頻信號(Dual Tone Multiple Frequency，DTMF)，呈現在電話線上傳送出去，達到家電控制的目的，其按鍵輸入數字對應信號輸出頻率值如表一所示。（六）電話自動撥號之動作在撥接前，中央處理模組，必須檢測電
16、話線是否有被佔線。若沒有人使用(即電話未拿起，也沒有人打電話進來) ，則中央處理模組，會傳送一高電位信號，經準位控制轉換器，控制開關控制器為 ON(即電話接通，也就是電話筒拿起)。當資料在傳送，有人拿起電話筒時，則中央處理模組會檢知局線被佔用，此時傳送的資料會受到干擾，中央處理模組等待 10 秒後，重新撥號。其硬體架構流程如圖三所示。圖三電話自動撥號之硬體架構圖（七）電話自動接收資料之動作當電話響鈴時，則中央處理模組將傳送一高電位信號，經準位控制轉換器，則準位控制轉換器 ON（即電話接通，也就是電話筒拿起） ，並開始接收 16 筆資料後（並判斷接收資料時間是否有超過 1 分鐘，否則自動掛斷電話）自動會掛斷電話，其硬體架構流程如圖四所示。4應 用 電 話 網 路 遙 控 家 電 及 防 盜 系 統 規 劃 與 設 計 57（八）語音模組語音系統可將負載動作情況，預先錄好，當受控負載( 門、窗、保險箱) 檢知器感應後，CPU 將到 EEPROM 已設定好的電話或手機號碼，經公眾電話網路撥出，
