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1、 . . . 6年，Alexander Graham Bell（贝尔）发明以来，世界各国的网络发展非常迅速。进十年来，中国的固定业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2004年7月固定用户总数突破2亿户。随着通讯产业的发展，机已经走进了千家万户；随着现代科学技术的发展，利用机进行远程控制的技术也日益用于生活中。现代网络是由交换机和传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，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。无线电遥控既是利用无线电信号对被控物体
2、实施远距离控制。无线电遥控不可避免的须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控需进行专门的布线，增加了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。现有的遥控方式中，还有载波通信控制手段和基于无线寻呼的遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖围。因此也存在距离问题，应用围有限。基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，不具备实时性，而且不具备很高的可靠性。随着科技的进步与对生活质量要求的不断提高，人们对家电的选择和使用，己经从
3、只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性。信息技术和网络化技术发展，为家用电器居家环境集中控制和远程遥控提供了可能。将信息技术与家电控制技术融合，在很大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、快节奏的生活需要。鉴于这种数字化家庭的发展趋势，远程监控作为一种理想的有效的而且快捷方便的实现途径己被广泛采用。家电控制的智能化已成为社会需求的新趋势。基于微机控制系统的智能化家电使我们的生活更加便利。而是否能够实现远程家电的开关控制。又是否能够随时查询电器的工作状况，或者能够事先对家电的定时开关做出控制。又成为越来越感兴趣的研究方向。家电产品现已进入成熟期和稳定期。市场规模稳步上涨，
4、但竞争日愈剧烈，其核心部件。即控制器性能与质量对企业产品的影响很大。同时，经济快速发展，人们对于家庭生活的舒适程度也提出了越来越高的要求，尤其体现在家电的便捷方面。在这个背景下，可以自主控制的家电控制系统，就逐渐显示出竞争力，这也符合时代发展的客观需要。随着中国经济的快速稳步增长和迅速发展，家电厂家越来越意识到被喻为家电“芯片”的家电控制器的重要性，因而纷纷与专业的研发公司或厂家合作，开发符合市场需求的、具有行业领先水平的控制器。1.2 智能家庭控制系统发展现状目前。关于家电控制器的研究和设计方案提出的很多，但仍有许多问题尚待解决，如没有统一的互操作规等。但是，一些领先技术已经开始被应用于今天
5、的家电控制领域。如：远程控制、红外线遥控、语音识别等等。如将语音识别技术应用到电器产品，来实现语音提示操作，从而使系统具有更加良好的作界面等。随着相关技术不断进步，互操作型智能家电必将向着调度智能化、灵活性和互操作性的方向发展。从而进入寻常百姓家智能家庭控制系统应用广泛，遍与很多领域，典型应用概括为以下几个方面：（1）家居安防系统（2） 家居安防系统具有防盗、防火、远程监控与报警等功能。（3）家用电器自动控制系统家用电器自动控制系统的主要功能是控制家用电器、照明等电气设备。该系统能够实现本地集中控制家庭部照明或家用电器，也可以在需要时通过远程控制家庭部家电设备，节约能源1.1 智能家庭控制系统
6、总体设计方案智能家居系统总体结构框图如图1所示，该系统由两大部分组成：以PC为核心的家庭主监控中心与分散于各监控点的，以单片机为从控制中心的智能家电和监控设备前端系统；作为远程控制器实现远程异地控制。系统功能实现是监控中心PC通过单片机监控软件实时循环采集各项数据，当发现异常情况时，系统可以通过与用户直接联系，如家电工作时间到，故障，漏电，停电等。用户也可通过手机对家电进行远程设置，如空调/电热水器的开启关闭与其温度设置等。由于该系统由软件来支持，所以功能比较完善，对家用电器是控制与反馈速度都比较与时。在没人的情况下，系统可以根据使用环境来调节家电使用时间与工作速度。第二章、系统硬件设计与实现
7、2.1方案分析方案一： 利用51单片机DTMF（双音多频）解码器MC145436，单片语音ICISD33060C来实现方案二：利用52单片机双音频解码器MT8870，语音控制芯片ISD2590来实现。方案分析：结合方案一跟二，发现方案一成本较大，软件跟硬件连接较麻烦。接口电路也有一定的难度。方案二成本相对较低，软件编辑跟硬件连接也较容易。结合老师的意见决定用方案二来实现其功能。2.2 电路设计框图AT89S52主控制模块电源模块LED显示键盘输入语音控制模块输出控制振铃输入控制模块电源电路： 该电路采用串联稳压芯7805最大稳压电流为1.5A，为芯片提供了稳定快速的电压。使芯片工作在最佳的状态
8、。其电路如下：输入电压围：5.7-14V，当输出需要大电流时需在其上面加上散热片以加快集电结散热。让其更稳定工作。输出有短路保护。增强了电路的可靠性。2.2.1单片机概述AT89S52作为普通51单片机已与广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片。2.2.1 AT89S52的主要性能特性描述与MCS-51单片机产品兼容8K字节在系统可编程Flash存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz33Hz三级加密程序存储器32个可编程I/O口线三个16位定时器/计数器八个中断源全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒看门
9、狗定时器双数据指针掉电标识符2.2.2 单片机引脚图的排列如右上图所示：单片机与PC机的连该电路采用串行接口的基本通信方式。串行接口的有异步和同步2种基本通信方式。异步通信采用异步传送格式，如下图所示。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中，起始位占用一位（低电平），用来表示字符开始。其后为7或8位的数据编码，第8位通常作为奇偶校验位。最后为停止位（高电平）用来表示字符传送结束。上述字符格式通常作为一个串行帧，如无奇偶校验位，即为常见的N8I帧格式。数据传送的波特率为9 600 bs，则字节中每一位传送时间为T=19,600=0104 ms。根据数据传送的波特率即字
10、节中每一位的传送时间，我们便可用普通io口来模拟实现串行通信的时序。模拟串口的资源需求如表1所示，PC机的串行接口是符合EIA RS 232C规的外部总线标准接口。RS 232C采用的是负逻辑，即逻辑“1”：-5 -15 V；逻辑“0”：+5+l5 V。而CM0S电平为：逻辑“l”：499V，逻辑“0”；0O1V；TTL电平的逻辑“l，和“0”则分别为24 V和04 V。因此在用RS 232C总线进行串行通信时需外接电路实现电平转换。在发送端用驱动器将TTL或CMOS电平转换为RS 232C电平。89C52单片机通过普通io口与PC机RS 232串口实现通信的硬件接口电路如图2所示。TTL电平
11、到RS 232接口电平的转换采用MAXIM公司的MAX232标准RS 232接口芯片。该芯片可以用单电压（+5 V）实现RS 232接口逻辑“l”（-3-l5 V）和逻辑“O”（+3+15 V）的电平转换。图2中89C52的P21为数据发送端。单片机89C52是整个系统的核心，他部的24通道的AD转换器首先对采集的模拟信号进行转换，转换后得到1O位结果存入结果寄存器，并使中断控制寄存器AI3CIC的中断请求标志ADCIR置位同时触发PEC数据传送。在89C52中，当一个中断的中断优先级为最高级14或15且定义了与之相关联的PEC服务通道时，该中断就具有PEC服务功能。这时，当该中断请求发生时，
12、将不触发中断服务程序的执行，而是触发PEC服务。当PEC服务经过设定的若干次的外部事件触发后，再触发执行相应的中断服务程序（一个普通中断程）。单片机采集的数据通过I0口（P21脚）经MAX3232转换成RS 232电平向上位机传输。图2中串行LED显示电路仅用于调试，对采集传输的数据进行监测2.2.3 AT89S52的功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵
13、巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片晶振与时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.2.5DTMF解码电路
14、MT8870功能原理简介：双音多频DTMF信号解码电路采用MT8870芯片。MT8870的连线如图34所示，它的IN+、IN-脚接收来自机的双音多频脉冲信号，该双音多频信号先经其部的拨号音滤波器，滤除拨号音信号，然后经前置放大后送入双音频滤波器，将双音频信号按高，低音频信号分开，再经高低群滤波器，幅度检测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其数据输出端（1114脚）输出相对应的8421码。MT8870的数据输出端Q4Q1连到AT89C51的P1口的P1.0P1.3，单片机经P1口识别4位代码。MT8870芯片简介和按键与相应译码（Q4Q1）输出见附录C。其中，A，B，C，D 4个按键常被当作
15、R/P，REDIAL，HOLD，HANDSFREE等功能使用。注意，需要特别指出的是，对于“0”，MT8870输出的8421码并非是“0000”，而是“1010”；另外，“*”，“#”字，MT8870输出的8421码分别为“1011”和“1100”。为了使单片机AT89C51获取有效数据，MT8870的CID有效端经施密特反相器后接AT89C51的INT0引脚。当MT8870获取有效双音多频信号后，CID电平由低变高，再反相为低，单片机检测后，指示P1口接收有效二进制代码。而无效的双音频信号（线路杂音、人们的语音信号等）是不会引起MT8870的CID端变化的。DTMF接收器的外围电路如图3.4所示。其中，接在电源处的电容对抗干扰有一定的作用。在实际应用中，存在这样一个问题：MT8870的使能控制端不允许中断时，将使MT8870的CID端中断关闭。其解决办法是，将CID端接与非门的一端输入，与非门的另一输入端接一不定电平端P。对CID的有效控制（即中断开放）为，EN=1则P3.2/INT0中断允许；EN=0时则P3.2/INT0中断关闭。本单元元器件列表：1、R1、R2、C1和C2共同组成整流电路，其中R1、R2均取17K,C1、C2隔直电容，均取0.1F；
